KR102527285B1 - Composite ceramic tube for transport in thermal power plants using silicon carbide ceramic for high wear resistance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송중인 미분탄과 석탄회의 충돌에 의한 마모 및 박리 억제효율이 증대된 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관에 관한 것이다.The present invention relates to a composite ceramic tube for transportation of a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance, and more particularly, to a composite ceramic tube for high wear resistance with increased efficiency of suppressing wear and peeling due to collision between pulverized coal and fly ash during transportation. It relates to a composite ceramic tube for transportation of a thermal power plant using

Description

고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관{Composite ceramic tube for transport in thermal power plants using silicon carbide ceramic for high wear resistance}Composite ceramic tube for transport in thermal power plants using silicon carbide ceramic for high wear resistance}

본 발명은 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이송중인 미분탄과 석탄회의 충돌에 의한 마모 및 박리 억제효율이 증대된 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 관한 것이다.The present invention relates to a composite ceramic tube for transportation in a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance, and more particularly, to a silicon carbide ceramic for high wear resistance with increased efficiency of suppression of abrasion and separation due to collision between pulverized coal and fly ash during transportation. It relates to a composite ceramic tube for transportation of a thermal power plant using

석탄을 주원료로 이용하는 화력발전소는 미세하게 분말화된 석탄인 미분탄을 공기와 함께 이송관을 통해 공급하여 보일러에서 연소시키고, 보일러 내에 배관된 수관속의 물을 증기화시켜 터빈을 회전시킴으로써 발전할 수 있도록 되어 있다.In a thermal power plant using coal as a main raw material, pulverized coal, which is finely powdered coal, is supplied together with air through a transfer pipe to be burned in a boiler, and water in a water pipe piped in the boiler is steamed to rotate a turbine to generate power. has been

또한, 보일러에서 연소된 석탄회는 자중에 의해 노하부로 낙하되어 슬러리 형태로 이송관을 통하여 회처리장으로 이동하거나 연소 가스에 혼입되어 전기 집진기와 탈황, 탈질 설비를 거치며 분리되어 수거된다.In addition, coal ash burned in the boiler falls to the lower part of the furnace by its own weight and moves to an ash treatment plant through a transfer pipe in the form of slurry or is mixed with combustion gas and is separated and collected through an electric precipitator and desulfurization and denitrification facilities.

이러한 화력발전소에서 미분기로부터 보일러로 이어지는 이송경로와, 석탄회 및 탈황 슬러리를 배출하는 이송경로에는 직선형 이송관과 곡선형 즉, 엘보 타입 이송관이 상호 결합된 구조로 되어 있다.In such a thermal power plant, the transfer path leading from the pulverizer to the boiler and the transfer path discharging coal ash and desulfurization slurry have a structure in which a straight transfer pipe and a curved transfer pipe, that is, an elbow type transfer tube are mutually coupled.

또한, 미분기로부터 보일러로 이어지는 이송경로와, 보일러로부터 회처리장으로 이어지는 이송경로 및 탈황설비로부터 슬러리 저장조로 이어지는 이송경로 상에 설치된 금속재 이송관은 미분탄 또는 석탄 부산물과의 충격에 의해 마모가 빠르게 진행되며 충격이 큰 경우 깨짐 현상도 발생한다. 특히 이송관에 핀 홀이 발생하여 내부의 이송물질이 밖으로 유출되는 경우 타 설비의 손상 및 환경오염이 발생된다.In addition, the metal transfer pipe installed on the transfer path from the pulverizer to the boiler, the transfer path from the boiler to the ash treatment plant, and the transfer path from the desulfurization facility to the slurry storage tank is rapidly worn by impact with pulverized coal or coal by-products. If the impact is large, cracking also occurs. In particular, if a pinhole occurs in the transfer pipe and the transfer material inside leaks out, damage to other facilities and environmental pollution occur.

이러한 문제점을 개선하기 위해서 금속소재의 하우징 내에 열충격 및 입자 충돌에 대해서도 마모가 적은 알루미나와 같은 세라믹 소재로 형성된 세라믹 라인닝을 세라믹접착제로 접착하여 이송관으로 이용하는 방식이 본 출원인에 의해 제안된 국내 등록특허 제10-0711295호, 제10-1798927호 및 제10-1563079호 등 다양하게 게시되어 있다.In order to improve this problem, a method of using a transfer pipe by bonding ceramic lining formed of a ceramic material such as alumina, which has low wear against thermal shock and particle collision in a metal housing with ceramic adhesive, is proposed by the present applicant for domestic registration. Patent Nos. 10-0711295, 10-1798927 and 10-1563079 have been variously posted.

이러한 구조는 알루미나 세라믹과 마모 저감 구조를 적용함으로써 마모 진행속도에 의한 파손을 종래의 금속제 이송관에 비교하여 월등하게 개선할 수 있었다. By applying alumina ceramics and a wear reduction structure, this structure could significantly improve damage caused by wear progress compared to conventional metal conveying pipes.

그런데, 이러한 고순도 알루미나 세라믹으로 화력발전소 이송관의 수명을 증대시켰음에도 불구하고, 이송관 경로 내의 방향 전환부분, 이송관들의 상호 결합부분 등의 특정 부위에서 마모가 집중되어, 알루미나 세라믹의 원래 사용 가능 기간인 10년 이상을 사용하지 못하고 사용 가능한 기간이 3년 이하로 급격히 감소하는 단점이 있다.However, even though the lifespan of the transfer pipe of a thermal power plant has been increased with such high-purity alumina ceramic, abrasion is concentrated in specific areas such as the direction change part in the transfer pipe path and the mutual coupling part of the transfer pipe, so that the original use of alumina ceramic is possible. It has the disadvantage that it cannot be used for more than 10 years, and the usable period is rapidly reduced to less than 3 years.

이러한 수명감소를 해결하기 위해서는 이송관의 마모취약부에 고순도 알루미나 세라믹 경도 86에서 88 HRA보다 높은 경도 수준의 세라믹이 절실히 필요하지만, 현재까지 상용하는 알루미나 세라믹은 원료의 특성상 그 한계점이 명확하여 이를 대체할 수 있는 화력발전소용 이송관에 적용가능한 높은 경도의 비산화물 고내마모 세라믹 개발이 필요하다. In order to solve this reduction in lifespan, high-purity alumina ceramics with a hardness level higher than 86 to 88 HRA are desperately needed for the wear-vulnerable part of the conveying pipe. It is necessary to develop non-oxide high wear-resistant ceramics with high hardness applicable to transfer pipes for thermal power plants.

하지만, 비산화물 계열의 고내마모 세라믹은 종래의 알루미나 세라믹보다 높은 생산 가격과 기존 생산 설비의 적용 불가, 생산방법의 복잡성 및 기술력의 한계 등으로 화력발전소용 고내마모 세라믹 개발이 안 되고 있어 화력발전소 이송관의 효과적인 수명 증가가 어렵다.However, non-oxide-based high wear-resistant ceramics for thermal power plants have not been developed due to higher production prices than conventional alumina ceramics, inability to apply existing production facilities, complexity of production methods and limitations in technology, etc., so they are transferred to thermal power plants. It is difficult to effectively increase the life of the tube.

한편, 일반적으로 세라믹은 내마모성, 경도 및 내식성 등이 매우 우수한 재료로서, 각종 산업에서 종래의 제품을 대체 사용하도록 개발되었으며, 대표적인 세라믹은 산화지르코늄, 알루미나 등의 산화물 계열과 탄화규소, 질화규소 등의 비산화물 계열이 있으며, 산화물 계열 세라믹인 중 산화지르코늄은 강도, 파괴인성 및 손상에 대한 내성 등의 물리적 특성이 우수하여 구조용, 광학, 생체 분야에 널리 사용되고 있으며, 구조 세라믹 중 가장 대중적인 알루미나는 내마모성, 내열성, 내식성, 양호한 전기절연성, 내 플라즈마성 등이 준수하고 생산 설비가 단순하면서 경제성이 높아 가장 구조용으로 많이 사용되고 있다. On the other hand, in general, ceramics are materials with very excellent wear resistance, hardness, and corrosion resistance, and have been developed to replace conventional products in various industries. Among oxide-based ceramics, zirconium oxide has excellent physical properties such as strength, fracture toughness, and resistance to damage, and is widely used in structural, optical, and biological fields. Heat resistance, corrosion resistance, good electrical insulation, plasma resistance, etc. are observed, and production facilities are simple and economical, so it is most widely used for structural purposes.

그러나, 일반적인 세라믹은 화력발전소의 이송관 설비와 같이 고내마모성이 필요한 곳에 사용하기에는 내마모성능이 미흡하다. However, general ceramics have insufficient wear resistance to be used where high wear resistance is required, such as transfer pipe facilities of thermal power plants.

비산화물 계열 세라믹인 질화규소는 고온에서의 내마모 성능이 우수하고, 기계적 강도가 우수한 장점이 있으며, 경도, 파괴인성, 열충격저항성, 열팽창계수, 열전도도 등의 모든 기계적 물성이 준수하여 다양한 분야에 적용하기 위한 세라믹으로서 잠재력이 풍부한 재료로 평가받고 있지만, 다른 세라믹 재료들과 비교하여 사용 환경에서 요구하는 특정 물성이 월등하게 높지 않고, 생산을 위한 설비의 복잡성 및 경제성이 떨어지며, 대형 기물의 제작이 어려워 고내마모 성능이 필요한 환경과 화력발전소 내마모재료로는 적합하지 않은 구조 세라믹 재료이다.Silicon nitride, a non-oxide-based ceramic, has excellent wear resistance at high temperatures and excellent mechanical strength, and is applicable to various fields as it complies with all mechanical properties such as hardness, fracture toughness, thermal shock resistance, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity. Although it is evaluated as a material with rich potential as a ceramic material for manufacturing, the specific physical properties required in the use environment are not significantly higher than other ceramic materials, the complexity and economic efficiency of production facilities are low, and it is difficult to manufacture large objects. It is a structural ceramic material that is not suitable for environments requiring high wear resistance and wear resistance materials for thermal power plants.

반면, 탄화규소 세라믹은 비산화물 계열의 특징상 금속 재료가 견디기 어려운 고온에서 고강도를 유지할 뿐 아니라, 매우 높은 경도로 인하여 높은 내마모성능의 확보가 가능하고 내식성, 내산성, 열전도도가 우수하여 고온 구조 재료 또는 고내마모재료로 사용되어 높은 마모성능을 나타내는 재료이며, 습식환경에 매우 강하여 화력발전소 이송관의 고내마모용 세라믹 재료로 사용하기에 가장 적합한 구조 재료이다.On the other hand, silicon carbide ceramics not only maintain high strength at high temperatures, which are difficult for metal materials to withstand due to the characteristics of non-oxide series, but also can secure high wear resistance due to very high hardness, and have excellent corrosion resistance, acid resistance, and thermal conductivity, so they are structural materials at high temperatures. Or, it is a material that exhibits high abrasion performance by being used as a high wear resistance material, and is very strong in a wet environment, so it is the most suitable structural material for use as a ceramic material for high wear resistance of a transfer pipe of a thermal power plant.

그러나 탄화규소 세라믹은 다른 세라믹스와는 다르게 Si-C 결합 중 약 87%가 공유 결합을 하고 있어서 소결이 어려워 난소결성 세라믹으로 불리고 있으며, 이러한 난소결성 해결을 위하여 소결첨가제 등을 첨가한 고상 소결법과 액상 소결법, 방전 플라즈마 소결볍, 스파크 플라즈마 소결법, 재결정법 등이 널리 사용되고 있다. 하지만, 해당 방법은 2,400℃ 이상의 온도 및 높은 압력 상태와 같은 특수한 조건에서 제작해야만 높은 기계적 강도와 치밀성를 확보할 수 있어 경제성이 매우 떨어지고, 대형 기물의 제작이 어렵다는 단점이 있어 특수 산업 분야에만 사용되고 있으며, 화력발전소 이송관에 적용하는 구조체 세라믹으로 사용하기에 적합하지 않은 방법이다. However, unlike other ceramics, about 87% of Si-C bonds are covalent bonds, so silicon carbide ceramics are difficult to sinter and are called sinter-resistant ceramics. A sintering method, a discharge plasma sintering method, a spark plasma sintering method, a recrystallization method, and the like are widely used. However, this method has the disadvantage that high mechanical strength and compactness can be secured only when manufactured under special conditions such as a temperature of 2,400 ° C or higher and a high pressure state, and the manufacturing of large objects is difficult. This method is not suitable for use as structural ceramics applied to transfer pipes of thermal power plants.

화력발전소의 이송관과 같은 대형 구조체에 적용할 수 있고, 경제성 및 생산성을 고려한 고내마모 탄화규소 세라믹의 제작 방법이 요구되고 있지만, 최근까지 대형 구조체 탄화규소 세라믹의 수요처 및 사용처의 부재로 대형 구조체 탄화규소 세라믹에 관한 연구가 활발하게 진행되지 않아 초기 연구단계 수준에 머물러 있는 실정이다. There is a demand for a method for manufacturing high wear-resistant silicon carbide ceramics that can be applied to large structures such as transfer pipes of thermal power plants and takes into account economic feasibility and productivity. Research on silicon ceramics has not been actively conducted, so it remains at the initial research stage.

한편, 이송관에 적용되는 세라믹 간의 결합력 향상과 내부이송 물질의 침투 및 파손 방지를 위해 대한민국 등록 특허 제10-0756527호, 제10-11913328호, 제10-1568388호, 제10-1798927호 등이 다양하게 제시되어 있다.On the other hand, in order to improve the bonding strength between ceramics applied to the transfer pipe and to prevent penetration and damage of the internal transfer material, Korean Patent Nos. variously presented.

그러나, 상기 구조들은 세라믹 간의 결합력을 일정 부분 향상 하였으나 침투 및 파손 방지에는 한계가 있었다. However, although the above structures partially improved the bonding strength between ceramics, there were limitations in preventing penetration and breakage.

그 이유로, 기존의 세라믹간의 결합구조는 복잡한 형상으로 구성되어 있어 치수의 정밀도를 요구하고 있지만, 알루미나 세라믹은 원료 및 제작의 특성상 소성의 과정을 거치면서 평균 15%가 수축함과 동시에 형상이 불안정하게 되어 결합구조의 완성도와 치수의 정밀도가 급격하게 낮아져, 최초 설계한 결합구조의 치수 및 형상으로 정확한 제작 그리고 의도한 목적 실현이 어려워 제조 시 치수 편차가 생길수 밖에 없다.For this reason, the bonding structure between conventional ceramics is composed of complex shapes and requires dimensional accuracy. However, due to the nature of raw materials and manufacturing, alumina ceramics contract by an average of 15% during the firing process, and at the same time, the shape is unstable. As a result, the completeness of the coupling structure and the precision of dimensions are rapidly lowered, and it is difficult to manufacture accurately with the dimensions and shape of the initially designed coupling structure and to realize the intended purpose, which inevitably causes dimensional deviation during manufacturing.

이에 따라, 세라믹간의 결합구조에는 반드시 여유 공차를 적용해야 하고, 이러한 편차를 고려한 치수의 여유 공차가 적용된 세라믹 이송관에서 이송물질의 이송 방향과 세라믹의 편차를 고려한 수직적인 결합구조로 인하여 이송물질 침투 및 파손이 효율적으로 방어되지 않는다. Accordingly, allowance tolerance must be applied to the coupling structure between ceramics, and in the ceramic transfer pipe to which the allowance tolerance of dimensions considering such deviation is applied, the vertical coupling structure considering the deviation of the transfer material and the transfer direction of the transfer material causes penetration of the transported material. and breakage is not effectively defended against.

한편, 종래의 화력발전소용 이송관들 간의 결합을 위한 이송관 결합부는 안정적인 결합을 위하여 세라믹으로 보강되지 않는 형태로 사용하고 있어, 내부이송 물질로 인하여 이송관 결합부에 마모가 집중되어 파손 및 내부이송 물질의 유출이 심각하게 발생하고 있다.On the other hand, the conventional transfer pipe coupling part for coupling between transfer pipes for thermal power plants is used in a form that is not reinforced with ceramic for stable coupling. Spillage of transported material is serious.

특히, 미반응 이물질과 보일러 연소 시 발생하는 클링커를 보일러 하부의 클랭커 파쇄기로 분쇄하여 하이드로 이젝터를 통해 이송하는 저회처리 이송관은 이송물질의 크기가 크고 침상구조로 되어있어 미분탄 이송관, 비회처리 이송관 및 탈황설비 이송관보다 마모와 파손이 심하고, 특히 저회처리 이송관의 곡관부 마모집중으로 인한 파손이 빈번하게 발생하여 설비운영 및 관리가 어려운 문제점이 있다. In particular, the bottom ash transfer pipe, which pulverizes unreacted foreign substances and clinker generated during boiler combustion with the clinker crusher at the bottom of the boiler and transfers them through the hydro ejector, has a large size of the material to be transferred and has a needle-like structure, Abrasion and damage are more severe than transfer pipes and desulfurization facility transfer pipes, and in particular, damage due to concentration of abrasion on the bent portion of the bottom ash transfer transfer pipe frequently occurs, making it difficult to operate and manage the facilities.

한편, 종래의 충전제는 시멘트를 이용하여 하우징과 세라믹을 결합하여 고정하는 역할을 하고 있지만, 경화 시 수축으로 인하여 내부에 유격이 발생하고, 구성성분의 한계로 내마모성능이 낮아 세라믹의 접착 및 결합으로 발생할 수 있는 구조적인 취약부인 미세한 틈새 등으로 이송물질이 침투하여 세라믹의 급격한 마모와 이를 통한 파손 및 이송관의 핀홀을 유발하여 전체 이송관의 수명을 단축시키는 단점이 있다. On the other hand, conventional fillers use cement to bind and fix the housing and ceramics, but when cured, a gap occurs inside due to shrinkage, and the wear resistance is low due to the limitations of the components, which may occur due to adhesion and bonding of ceramics. There is a disadvantage in that the conveying material penetrates into minute gaps, which are structurally vulnerable parts, and causes rapid wear of ceramics, damage through this, and pinholes in the conveying pipe, shortening the life of the entire conveying pipe.

또한, 종래의 화력발전소용 이송관 제조를 위해, 하우징 내부에 링 타입의 세라믹을 배치하는 방법은 작업자의 눈과 감각에 의존하기 때문에 링 타입의 세라믹이 하우징의 중앙에 정립이 되기 쉽지 않아 이송관의 시작부분에서 부터 마모가 집중적으로 발생하는 문제점이 있다. In addition, since the method of arranging ring-type ceramics inside the housing for the conventional manufacturing of transfer pipes for thermal power plants depends on the eyes and senses of the operator, it is not easy for the ring-type ceramics to be established in the center of the housing, and the transfer pipe There is a problem that wear occurs intensively from the beginning of

또한, 종래의 화력발전소용 이송관 간의 원활한 결합을 위해서 플랜지 볼트 홀에 여유 공차가 반영되므로 이송관들을 상호 연결할 경우 여유 공차만큼 내주면이 불일치하여 내부에 턱이 생기는 경우가 많아, 그 부위에서 마모 파손이 빈번하게 발생하고 있다.In addition, since margin tolerance is reflected in the flange bolt hole for smooth coupling between transfer pipes for conventional thermal power plants, when the transfer pipes are interconnected, the inner circumferential surface is mismatched by the margin tolerance, resulting in a chin on the inside in many cases, resulting in wear and tear damage at that part. This is happening frequently.

대한민국 등록특허공보 제10-0756527호 : 화려발전소의 미분탄 및 석탄회 굴곡 이송관Republic of Korea Patent Publication No. 10-0756527 : Pulverized coal and coal ash bending transfer pipe of Hwahwa Power Plant

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 내마모성이 증대되고 화력발전소용 이송관에 적합한 고내마모 탄화규소 세라믹과 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention has been created to solve the above problems, and is intended to provide a highly wear-resistant silicon carbide ceramic having increased wear resistance and suitable for a transfer pipe for a thermal power plant and a manufacturing method thereof.

또한, 본 발명은 마모 집중도에 따라 고내마모 탄화규소 세라믹과 알루미나 세라믹이 선택적으로 적용되어 내구성 및 경제성을 함께 향상 시킬 수 있는 화력발전소의 이송용 복합세라믹관을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a composite ceramic tube for transportation of a thermal power plant that can improve durability and economic efficiency together by selectively applying highly wear-resistant silicon carbide ceramics and alumina ceramics according to the degree of wear concentration.

또한, 본 발명은 세라믹들 간의 결합력 향상과 이송물질 침투 방어능력이 향상된 화력발전소의 이송용 복합세라믹관을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a composite ceramic tube for transporting a thermal power plant with improved bonding strength between ceramics and improved ability to prevent penetration of transported materials.

또한, 본 발명은 곡관형태로 연장된 부분의 마모 집중을 분산시킬 수 있는 마모분산구조를 가져 수명 증대와 이송물질의 유출을 방지할 수 있는 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a composite ceramic pipe for conveying a thermal power plant capable of increasing lifespan and preventing leakage of conveyed materials by having an abrasion dissipation structure capable of distributing concentrated wear of a portion extending in a bent pipe shape.

또한, 본 발명은 세라믹과 외관 사이에 수축이 없고, 내마모성이 높은 탄화규소 계열의 충전제를 적용하여 구조적으로 취약부인 세라믹 결합부에서 발생하는 틈새에 의한 파손문제를 방지할 수 있는 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is for transporting thermal power plants that can prevent damage due to gaps generated in ceramic couplings, which are structurally weak parts, by applying a silicon carbide-based filler with no shrinkage between ceramic and exterior and high abrasion resistance. It is intended to provide a composite ceramic tube.

또한, 본 발명은 외관 내에 배치되는 링 형상의 세라믹이 하우징과 동심을 이루는 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant in which a ring-shaped ceramic disposed inside the exterior is concentric with the housing.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹은 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 0 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 0 내지 7.5중량%의 성분비로 혼합된 조성물로 성형되며, 밀도가 2.65 내지 3.24 g/cm3, 경도는 90.1 내지 95.1 HRA이며, 마모율이 0.01 %이하, 수축률이 0.04 내지 1.1 %인 것이 바람직하다.The silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention to solve the above problems is 79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, and 1 to 8% by weight of carbon powder. It is molded into a composition in which a material consisting of 0.5 to 2% by weight of phenolic resin, yttria as a sintering additive, and alumina oxide is mixed at a component ratio of 0 to 7.5% by weight, and has a density of 2.65 to 3.24 g/cm 3 and hardness of It is 90.1 to 95.1 HRA, and preferably has a wear rate of 0.01% or less and a shrinkage rate of 0.04 to 1.1%.

또한, 본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹 제조방법은 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 0 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 0 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합된 조성물에 유기 첨가제 및 용매를 추가로 첨가하여 혼합된 혼합 슬러리를 제조하는 단계; 상기 혼합 슬러리 건조 후 성형하는 단계; 상기 성형체를 진공분위기에서 금속 실리콘 클러스터와 함께 1,600℃까지 소결 진행하고, 비활성 기체 분위기에서 1,850℃까지 연속으로 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 상기 소결체 표면의 잔류 물질 및 이물질 표면 처리 및 가공하는 단계를 포함하여 구성하고, 상기 고내마모용 탄화규소 세라믹은 상기 조성물의 상기 알파상 탄화규소와; 상기 철 분말, 상기 탄소 분말, 상기 금속 실리콘 분말, 상기 페놀수지가 혼합된 혼합물의 소결을 통하여 형성된 베타상 탄화규소와 상기 소결첨가제의 표면 상변태를 통하여 생성되는 알파상 탄화규소; 및 상기 소결체를 형성하는 단계에서 미반응된 실리콘;을 포함하며, 밀도가 2.65~3.24 g/cm3, 경도는 90.1 내지 95.1 HRA이며, 마모율이 0.01% 이하, 수축률이 0.04 내지 1.1%의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for producing silicon carbide ceramics for high wear resistance of the present invention includes 79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, 1 to 8% by weight of carbon powder, phenol Preparing a mixed slurry by further adding an organic additive and a solvent to a composition in which 0.5 to 2% by weight of a resin, yttria as a sintering additive, and a material composed of alumina oxide are mixed at a component ratio of 0 to 7.5% by weight; Molding after drying the mixed slurry; sintering the molded body together with the metal silicon cluster in a vacuum atmosphere at 1,600° C., and continuously sintering at 1,850° C. in an inert gas atmosphere to form a sintered body; It comprises the step of surface treatment and processing of residual substances and foreign substances on the surface of the sintered body, wherein the high wear-resistant silicon carbide ceramic includes the alpha phase silicon carbide of the composition; Beta-phase silicon carbide formed through sintering of a mixture of the iron powder, the carbon powder, the metal silicon powder, and the phenolic resin, and alpha-phase silicon carbide produced through surface phase transformation of the sintering additive; And unreacted silicon in the step of forming the sintered body; includes, density is 2.65 ~ 3.24 g / cm 3 , hardness is 90.1 to 95.1 HRA, wear rate is 0.01% or less, shrinkage is in the range of 0.04 to 1.1% It is characterized by having

상기 소결체를 형성하는 단계에서 1,000℃ 이하에서는 5 내지 7℃씩 승온하고, 1,000℃에서 1,600℃ 까지는 3 내지 4℃씩 승온하며, 1,600℃ 이상에서는 2 내지 3℃씩 승온하되, 1,600℃에 도달되면 30분간 온도를 유지하며, 최대 1,850℃의 설정온도에 도달되면 1시간 동안 온도를 유지하는 것이 바람직하다.In the step of forming the sintered body, the temperature is raised by 5 to 7 ° C below 1,000 ° C, the temperature is raised by 3 to 4 ° C from 1,000 ° C to 1,600 ° C, and the temperature is raised by 2 to 3 ° C above 1,600 ° C, but when the temperature reaches 1,600 ° C The temperature is maintained for 30 minutes, and when the set temperature of up to 1,850 ° C is reached, it is preferable to maintain the temperature for 1 hour.

또한, 본 발명의 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관은 화력발전소의 미분기로부터 보일러로 이어지는 경로와 상기 보일러로부터 회처리장으로 이어지는 경로 및 탈황설비로부터 슬러리 저장조로 이어지는 경로 상에 접속되는 것으로서, 내부의 유로가 길이방향을 따라 굴곡지게 형성된 외곡관부와, 상기 외곡관부의 양단에 각 일단이 연결되며 직선상으로 연장된 복수의 외직관부로 이루어진 외관과; 각 상기 외직관부의 내주면에 부착되며 세라믹 소재로 형성되는 복수의 내직관부와, 상기 외곡관부의 내주면에 부착되되 일부 또는 전체가 상기 내직관부보다 내마모도가 높은 세라믹 소재로 형성된 내곡관부로 이루어진 내관과; 상기 내직관부보다 길게 연장되어 상기 내직관부에 대해 돌출되는 상기 외직관부의 타단과 상기 내직관부의 타단을 덮되 상기 내직관부와 동일한 내경을 갖는 링 형상으로 형성되며 상기 내직관부보다 내마모도가 높은 세라믹소재로 형성된 복수의 마모방지링;을 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant of the present invention is connected to a path from a pulverizer of a thermal power plant to a boiler, a path from the boiler to an ash treatment plant, and a path from a desulfurization facility to a slurry storage tank. An outer appearance consisting of an outer bend pipe portion formed to be curved along the longitudinal direction, and a plurality of outer straight pipe portions having one end connected to both ends of the outer bend pipe portion and extending in a straight line; An inner tube composed of a plurality of inner straight pipe parts attached to the inner circumferential surface of each of the outer straight pipe parts and formed of a ceramic material, and an inner tube part attached to the inner circumferential surface of the outer straight pipe part and formed of a ceramic material having a higher wear resistance than the inner straight pipe part. class; It extends longer than the inner straight pipe part and covers the other end of the outer straight pipe part and the other end of the inner straight pipe part that protrudes from the inner straight pipe part, but is formed in a ring shape having the same inner diameter as the inner straight pipe part, and has a higher wear resistance than the inner straight pipe part. It is preferable to have; a plurality of anti-wear rings formed of a high ceramic material.

상기 내직관부는 알루미나 세라믹 소재로 링 형상으로 형성되되, 원주방향으로 분할된 구조를 갖거나 일체로 형성되는 다수의 알루미나 세라믹관부로 이루어지며, 상기 내곡관부는 상기 알루미나 세라믹보다 강도가 높으며 링 형상으로 형성되되, 원주방향으로 분할된 구조를 갖거나 일체로 형성되는 다수의 복합 세라믹관부로 이루어지며, 상기 알루미나 세라믹관부 및 상기 복합 세라믹관부의 길이방향 일단면은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질이 이송되는 방향에 수직한 제1수직면과, 상기 제1수직면의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되는 제1경사면을 구비하고, 상기 알루미나 세라믹관부 및 상기 복합 세라믹관부의 길이방향 타단면은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질의 이송되는 방향에 수직하며 상기 제1수직면과 동일한 외경을 갖되 상기 제1수직면보다 적은 내경을 갖는 제2수직면과, 상기 제2수직면의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되되 상기 제1경사면과 나란하며 동일한 내경을 갖는 제2경사면을 구비하는 것이 바람직하다.The inner straight pipe part is formed in a ring shape with an alumina ceramic material, and is composed of a plurality of alumina ceramic pipe parts having a structure divided in the circumferential direction or integrally formed, and the inner bend pipe part has a higher strength than the alumina ceramic and is formed in a ring shape. It is formed, but consists of a plurality of composite ceramic tube parts having a divided structure in the circumferential direction or formed integrally, and the alumina ceramic tube part and one end surface in the longitudinal direction of the composite ceramic tube part have a constant width on the outside of the conveying material in the path. A first vertical surface perpendicular to the conveying direction and a first inclined surface connected along one side of the width constituting the inner diameter of the first vertical surface and drawn in in the direction in which the material to be transported in the path is transferred toward the center of the ring shape. , The other longitudinal end surfaces of the alumina ceramic pipe part and the composite ceramic pipe part have a constant width on the outside and are perpendicular to the direction in which the material to be transported in the path is transported, and have the same outer diameter as the first vertical surface, but have an inner diameter smaller than that of the first vertical surface. A second vertical surface having a second vertical surface and connected along one side of the width constituting the inner diameter of the second vertical surface, and being drawn in in the direction in which the material to be transported in the path is transported toward the center of the ring shape, parallel to the first inclined surface and having the same inner diameter. It is preferable to provide 2 inclined surfaces.

상기 내관은 상기 내곡관부의 내주면에 돌출형성되어 요철을 형성하여 상기 경로 내의 이송물질의 흐름 방향 전환 또는 충격을 분산시킬 수 있는 마모분산유도부;를 더 구비할 수 있다.The inner tube may further include a wear dispersion induction unit capable of protruding from an inner circumferential surface of the curved tube portion to form irregularities to change the flow direction of the transported material in the passage or to disperse impact.

상기 마모분산유도부는 상기 내직관부의 직경선상에 대해 상기 내곡관부의 직경선상이 상기 내곡관부의 길이 연장 방향으로 25 내지 35°를 이루는 상기 내곡관부의 내주면 측에 돌출형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the wear dispersion induction part protrudes from the inner circumferential surface of the inner bend pipe portion forming an angle of 25 to 35 ° in the direction of the length extension of the inner bend pipe portion with respect to the diameter line of the inner straight pipe portion.

상기 마모분산유도부는 상기 내곡관부가 굴곡지게 길이연장되면서 오목하게 형성되는 내주면 측을 중심으로 원주방향 양측으로 길이연장되거나, 다수 개가 구비되어 오목하게 형성되는 상기 내주면 측을 중심으로 원주방향 양측으로 일정간격으로 이격되게 돌출형성될 수 있다.The wear distribution induction part extends in length on both sides in the circumferential direction around the inner circumferential surface side formed concavely while the length of the indented pipe part is extended in a curved manner, or a plurality of them are provided and are constant on both sides in the circumferential direction around the inner circumferential surface side formed concavely. It may protrude at intervals.

상기 마모방지링은 상기 외관에 대해 돌출되게 상기 외직관부보다 큰 외경을 가지며, 링 형상으로 형성되되 내주면이 상기 외직관부보다 돌출되는 상기 마모방지링의 외주면과 상기 외직관부의 타단측 외주면을 함께 덮도록 형성되는 플랜지를 더 구비하는 것이 바람직하다.The wear prevention ring has an outer diameter larger than that of the outer straight pipe portion so as to protrude with respect to the outer appearance, and is formed in a ring shape and covers the outer circumferential surface of the wear prevention ring with the inner circumference protruding from the outer straight pipe portion and the outer circumferential surface of the other end of the outer straight pipe portion. It is preferable to further include a flange formed so as to be.

그리고, 상기 마모방지링은 상기 외직관부에 대해 돌출되는 외주면 양측에 각각 돌출되는 복수의 결합돌기를 구비하고, 상기 플랜지는 상기 결합돌기들이 삽입고정될 수 있는 결합홈이 형성되는 것이 바람직하다.Further, the anti-wear ring preferably has a plurality of coupling protrusions protruding on both sides of the outer circumferential surface protruding with respect to the outer straight tube portion, and the flange is formed with coupling grooves into which the coupling protrusions can be inserted and fixed.

본 발명의 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관의 상기 알루미나세라믹 또는 상기 고내마모용 탄화규소세라믹이 일체로 형성된 링 형상으로 형성되며, 상기 알루미나세라믹 또는 상기 고내마모용 탄화규소세라믹과 상기 외관의 내주면 사이에는 탄화규소 재질 계열의 충전제가 충진되는 것이 바람직하다.The alumina ceramic or the silicon carbide ceramic for high wear resistance of the composite ceramic tube for transfer of the thermal power plant of the present invention is formed in a ring shape integrally formed, and between the alumina ceramic or the silicon carbide ceramic for high wear resistance and the inner circumferential surface of the exterior It is preferable to fill the silicon carbide-based filler.

상기 충전제는 탄화규소 20내지 90 중량%, 알루미나 10 내지 60 중량%, 칼슘 옥사이드 3.5중량% 이하, 산화규소 5 중량% 이하, 탄소 10 중량% 이하, 산화철 2 중량% 이하의 성분비를 갖는 조성물 100중량부 기준 물 5 내지 15 중량부가 혼합되어 슬러지 상태로 형성되는 것이 바람직하다.The filler is 100% by weight of a composition having a component ratio of 20 to 90% by weight of silicon carbide, 10 to 60% by weight of alumina, 3.5% by weight or less of calcium oxide, 5% by weight or less of silicon oxide, 10% by weight or less of carbon, and 2% by weight or less of iron oxide. It is preferable to form sludge by mixing 5 to 15 parts by weight of water on a part basis.

그리고, 상기 외관은 외경에 따라 방사 방향으로 상호 이격거리가 멀어지거나 인접하게 이동가능한 내관 중앙정립장치의 다수의 외관지지바에 고정되고, 상기 내관은 다수의 상기 외관지지바의 각 일측이 슬라이딩이동가능하게 장착되며 중심으로부터 방사상으로 연장된 상기 내관 중앙정립장치의 베이스의 중심측에 장착되며 상기 베이스에 멀어 질수록 외경이 감소되는 내관고정부가 일부 삽입되어 고정되어 상기 외관의 내주면에 대해 외주면이 일정간격을 이루며, 상기 충전제는 상기 내관 중앙정립장치에 상기 외관과 상기 내관의 각 일단측이 고정된 상태에서 상기 외관의 타단과 상기 내관의 타단 사이로 투입되는 것이 바람직하다.In addition, the exterior is fixed to a plurality of exterior support bars of the inner tube centering device that are movable apart from or adjacent to each other in a radial direction according to the outer diameter, and the inner tube is slidably movable on each side of the plurality of exterior support bars. It is mounted on the center side of the base of the inner tube centering device extending radially from the center, and a part of the inner tube fixing part, the outer diameter of which decreases as it moves away from the base, is partially inserted and fixed so that the outer circumferential surface with respect to the inner circumferential surface of the exterior is spaced at regular intervals It is preferable that the filler is injected between the other end of the outer tube and the other end of the inner tube in a state where each end side of the outer tube and the inner tube is fixed to the inner tube centering device.

본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹은 밀도가 2.65~3.24 g/cm3 의 범위면서 경도가 90.1 내지 95.1 HRA로 종래의 알루미나 세라믹보다 높으면서 마모율과 수축률이 낮아 화력발전소의 내구성 및 관리 효율을 향상시킬 수 있다.The silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention has a density in the range of 2.65 to 3.24 g/cm 3 and a hardness of 90.1 to 95.1 HRA, which is higher than conventional alumina ceramics and has a low wear rate and shrinkage rate, thereby improving durability and management efficiency of thermal power plants. can

본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹은 비중이 작아 화력발전소 설비에 걸리는 전체적인 부하 감소와 안전성을 향상 시킬 수 있는 장점이 있다.The silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention has the advantage of reducing the overall load and improving safety of thermal power plant equipment due to its small specific gravity.

본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹의 제조방법은 밀도가 2.65~3.24 g/cm3 의 범위면서 경도가 90.1 내지 95.1 HRA로 종래의 알루미나 세라믹보다 높으면서 마모율과 수축률이 낮으며 비중이 낮은 고내마모용 탄화규소 세라믹을 제조할 수 있어, 화력발전소의 부하를 감소시키면서, 내구성 및 관리 효율을 향상시킬 수 있다.The manufacturing method of the silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention has a density in the range of 2.65 to 3.24 g/cm 3 and a hardness of 90.1 to 95.1 HRA, which is higher than conventional alumina ceramics, has a low wear rate and shrinkage rate, and has a low specific gravity for high wear resistance. Since silicon carbide ceramics can be manufactured, durability and management efficiency can be improved while reducing the load of thermal power plants.

본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관은 이송물질에 의한 마모가 집중여부에 따라, 고내마모 탄화규소 세라믹과 알루미나 세라믹을 분배한 복합 세라믹구조가 적용되어 경제적이면서 내마모성능 및 내부식성이 향상되고 나아가 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant using the silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention is economical and economical by applying a composite ceramic structure in which high wear resistance silicon carbide ceramic and alumina ceramic are distributed depending on whether the abrasion caused by the transported material is concentrated. There is an advantage in that wear resistance and corrosion resistance are improved, and furthermore, durability can be improved.

본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관은 연소 시 발생하는 클링커와 크기가 크고 침상구조인 물질이 이송되면서 파손이 심각하게 발생하는 부분에 마모분산구조가 구비되어 있어, 이송물질의 흐름 방향이 바뀌거나 분산되어 마모 및 파손을 방지하여 화력발전소의 수명을 증대시켜 효율적인 설비운영을 가능하게 하는 장점이 있다.The composite ceramic tube for transportation of a thermal power plant using the silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention is provided with a wear distribution structure in the part where damage occurs seriously while the clinker generated during combustion and the large needle-like material are transported It has the advantage of enabling efficient facility operation by increasing the lifespan of the thermal power plant by preventing wear and damage due to the change or dispersion of the flow direction of the transported material.

또한, 본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관은 다른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관과 마주하는 단부에 고내마모 탄화규소 세라믹이 적용되어 이송경로 상에 내마모성능을 증대시켜 파손을 방지하며 외부 유출방지효율이 향상될 수 있어 수명이 증대되고 나아가서는 안전사고가 방지될 수 있다.In addition, the composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant using the silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention is applied to the end facing the complex ceramic tube for transfer of another thermal power plant, and the high wear resistance silicon carbide ceramic is applied on the transfer path to show wear resistance performance. By increasing, damage can be prevented, and external leakage prevention efficiency can be improved, so that lifespan can be increased and safety accidents can be prevented.

또한, 본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관은 링 타입의 내관을 내관 중앙정립장치를 통하여 외관과 동심을 이루어 외관의 내주면에 일정간격 이격고정된 후, 내관과 외관 사이로 충전되는 탄화규소 계열의 충전제를 통해 외관에 고정되므로, 구조적인 취약부 발생이 방지됨으로써 내구성이 더욱 향상될 수 있다.In addition, in the composite ceramic pipe for transportation of a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance of the present invention, a ring-type inner pipe is made concentric with the outer pipe through an inner pipe centralizing device and fixed to the inner circumferential surface of the outer surface at regular intervals, Since it is fixed to the exterior through a silicon carbide-based filler filled between the exterior and the exterior, durability can be further improved by preventing structural weakness.

또한, 본 발명의 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관은 탄화규소 세라믹의 적용을 통하여 내마모 및 내열성이 요구되는 화력발전소와 같은 설비의 성능 극대화를 가능하게 하고, 나아가서는 관련 산업 전반에 걸쳐 설비의 수명 증대 및 신뢰성 향상 등과 같은 지대한 파급효과를 줄 수 있다. In addition, the composite ceramic tube for transportation of thermal power plants using silicon carbide ceramics for high wear resistance of the present invention enables maximization of performance of facilities such as thermal power plants requiring wear resistance and heat resistance through the application of silicon carbide ceramics, and furthermore, can give a great ripple effect such as an increase in the life span of equipment and an improvement in reliability throughout related industries.

도 1은 화력발전소를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 화력발전소에 적용가능한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 대한 사시도이고,
도 3은 도 2의 화력발전소의 이송용 복합세라믹관에 대한 단면도이고,
도 4는 도 2의 화력발전소의 이송용 복합세라믹관에 대한 일부 단면도이고,
도 5는 도 2의 화력발전소의 이송용 복학세라믹관의 단부를 확대한 단면도이고,
도 6 및 도 7은 종래의 화력발전소용 이송관에 대한 일부단면도이고,
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 대한 단면도이고,
도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 대한 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제4실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 대한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 대한 일부 사시도이고,
도 12는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 대한 단면도이고,
도 13은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관들이 마주한 상태를 도시한 단면도이고,
도 14는 도 1 내지 도 13에 적용된 본 발명에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹의 파단면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)으로 분석한 이미지이고,
도 15는 도 1 내지 도 13에 적용된 본 발명에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹의 X-ray diffraction을 이용하여 구성 성분의 결정구조를 분석한 이미지이고,
도 16은 종래의 알루미나 세라믹 크기와 형상에 대한 이미지이고,
도 17은 다양한 크기 및 형상으로 제작가능한 본 발명에 따른 고내마모 탄화규소 세라믹들에 대한 이미지이고,
도 18은 도 9 및 도 10의 본 발명의 제3 및 제4실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관 제조 시, 내관의 외주면과 외관의 내주면 사이의 간격이 균일하도록 설치하기 위한 중앙정립장치에 대한 일부 사시도이고,
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중앙정립장치에 대한 이미지이고,
도 20은 곡관부가 파손된 종래의 스틸배관에 대한 이미지이고,
도 21은 결합부가 파손된 종래의 스틸배관에 대한 이미지이고,
도 22는 파손된 종래의 세라믹 보강 이송관에 대한 이미지이고,
도 23은 곡관부를 갖는 종래의 배관의 마모집중부위를 설명하기 위한 직경별 차압분포를 나타낸 통상적인 유동해석자료에 대한 이미지이다.1 is a schematic view of a thermal power plant;
2 is a perspective view of a composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance according to a first embodiment of the present invention applicable to the thermal power plant of FIG. 1;
Figure 3 is a cross-sectional view of the composite ceramic tube for transport of the thermal power plant of Figure 2,
4 is a partial cross-sectional view of the composite ceramic tube for transportation of the thermal power plant of FIG. 2;
Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the end of the return ceramic tube for transport of the thermal power plant of Figure 2,
6 and 7 are partial cross-sectional views of a transfer pipe for a conventional thermal power plant;
8 is a cross-sectional view of a composite ceramic tube for transfer in a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance according to a second embodiment of the present invention;
9 is a cross-sectional view of a composite ceramic tube for transfer in a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance according to a third embodiment of the present invention;
10 is a cross-sectional view of a composite ceramic tube for transfer in a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance according to a fourth embodiment of the present invention;
11 is a partial perspective view of a composite ceramic tube for transfer in a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance according to a fifth embodiment of the present invention;
12 is a cross-sectional view of a composite ceramic tube for transfer in a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance according to a sixth embodiment of the present invention;
13 is a cross-sectional view showing a state in which composite ceramic tubes for transfer of a thermal power plant using silicon carbide ceramics for high wear resistance face each other according to a seventh embodiment of the present invention;
14 is an image obtained by analyzing the fracture surface of the silicon carbide ceramic for high wear resistance according to the present invention applied to FIGS. 1 to 13 with a scanning electron microscope,
15 is an image obtained by analyzing the crystal structure of the components using X-ray diffraction of the silicon carbide ceramic for high wear resistance according to the present invention applied to FIGS. 1 to 13;
16 is an image of the size and shape of a conventional alumina ceramic,
17 is an image of high wear-resistant silicon carbide ceramics according to the present invention that can be manufactured in various sizes and shapes,
18 is a central arrangement for installation so that the distance between the outer circumferential surface of the inner tube and the inner circumferential surface of the exterior is uniform when manufacturing the composite ceramic tube for transportation of a thermal power plant according to the third and fourth embodiments of the present invention shown in FIGS. 9 and 10 It is a partial perspective view of the device,
19 is an image of a centering device according to another embodiment of the present invention,
20 is an image of a conventional steel pipe with a broken pipe part,
21 is an image of a conventional steel pipe with a broken coupling part,
22 is an image of a conventional ceramic reinforced transfer pipe that is damaged;
23 is an image of a typical flow analysis data showing a differential pressure distribution by diameter for explaining a wear concentration part of a conventional pipe having a bent pipe.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용복합 세라믹관에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고하여, 일반적인 화력발전소(1)를 살펴보면, 석탄을 공급하는 석탄공급부(2)와, 석탄공급부로부터 공급된 석탄을 미세한 크기의 미분탄으로 분쇄하여 이송경로(100)를 통하여 보일러(4)로 공급하는 미분기(3)와, 미분탄을 연소하는 보일러(4)와, 보일러(4)에서 연소되는 미분탄으로부터 탄화 후 자중에 의해 낙하되는 석탄회를 보일러(4)의 하부와 연결된 고내마모 이송용 복합세라믹 관(10)을 포함하는 이송경로(100)로부터 수집하는 회저장조(5)와, 보일러(4)에서 생성된 배기가스로부터 석탄회를 수집하는 전기집진기(6)와, 보일러(4)에서 연소되어 배출되는 연소가스에 함유된 유항분을 제거하는 탈황설비(7)와, 탈황설비(7)에서 생성되는 탈황슬러리를 저장하는 슬러리저장조(9)를 구비한다. Referring to FIG. 1, looking at a general thermal power plant 1, a coal supply unit 2 for supplying coal, and a boiler 4 through a transfer path 100 by pulverizing the coal supplied from the coal supply unit into fine-sized pulverized coal ), the boiler 4 for burning pulverized coal, and the coal ash falling by its own weight after carbonization from the pulverized coal burned in the boiler 4 connected to the lower part of the boiler 4 for high wear resistance transfer An ash storage tank (5) for collecting ash from a transfer path (100) including a composite ceramic pipe (10), an electric precipitator (6) for collecting coal ash from exhaust gas generated in the boiler (4), and a boiler (4) It is provided with a desulfurization facility 7 that removes oil content contained in combustion gas discharged after combustion, and a slurry storage tank 9 that stores the desulfurization slurry generated in the desulfurization facility 7.

탈황설비(7)는 탈황처리를 위한 석회석 공급부와 탈황처리 물을 제거하는 처리부로 되어있으며, 탈황처리 과정에서 생성되는 탈황슬러리(석고 : CaSO4 2H2O)를 고내마모 이송용 복합세라믹 관(10)을 포함하는 이송경로(100)를 통해 슬러리저장조(9)로 이송한다. The desulfurization facility 7 consists of a limestone supply unit for desulfurization treatment and a treatment unit for removing desulfurization treatment water. It is transferred to the slurry storage tank 9 through the transfer path 100 including 10).

이러한 화력발전소(1)에는 미분기로부터 보일러 및 석탄회 저장조로 이어지는 이송 경로(100)와 보일러의 연소 가스를 처리하는 전기집진기로부터 탈황설비 및 슬러리저장소로 이어지는 이송경로(100) 상에 다양한 규격의 고내마모 이송용 복합세라믹 관(10)이 설치되어 있다. In such a thermal power plant (1), high wear resistance of various specifications on the transfer path 100 leading from the pulverizer to the boiler and the coal ash storage tank and the transfer path 100 leading to the desulfurization facility and the slurry storage from the electrostatic precipitator for treating the combustion gas of the boiler A composite ceramic pipe 10 for transport is installed.

본 발명의 일 실시 예에 따른 고내마모용 이송용 복합 세라믹관(10)의 구조를 설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 고내마모용 이송용 복합 세라믹관에 적용되는 고내마모용 탄화규소 세라믹과 이의 제조방법에 대하여 먼저 설명한다.Prior to describing the structure of the composite ceramic tube 10 for high wear resistance transport according to an embodiment of the present invention, silicon carbide ceramic for high wear resistance applied to the composite ceramic tube for transport for high wear resistance according to the present invention and The manufacturing method thereof will be described first.

본 발명의 일 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹 제조방법은 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 0 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 0 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합된 조성물에 유기 첨가제 및 용매를 추가로 첨가하여 혼합된 혼합 슬러리를 제조하는 단계; 상기 혼합 슬러리 건조 후 일축 압축 방식, 슬립 캐스팅 방식, 냉간 등방압 성형, 열간 등방압 성형 또는 열간 압출 성형 중 어느 하나의 방법으로 성형하는 단계; 상기 성형체를 진공분위기에서 금속 실리콘 클러스터와 함께 1,600℃까지 소결 진행하고, 비활성 기체 분위기에서 최대 1,850℃의 설정 온도까지 연속으로 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 상기 소결체 표면의 잔류 물질 및 이물질 표면 처리 및 가공하는 단계를 포함한다. In the manufacturing method of silicon carbide ceramics for high wear resistance according to an embodiment of the present invention, 79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, and 1 to 8% by weight of carbon powder %, 0.5 to 2% by weight of phenolic resin, yttria as a sintering additive, and 0 to 7.5% by weight of a material consisting of alumina oxide are mixed with an organic additive and a solvent to prepare a mixed slurry. step; After drying the mixed slurry, molding by any one of a uniaxial compression method, a slip casting method, cold isostatic pressure molding, hot isostatic pressure molding, or hot extrusion molding; Forming a sintered body by sintering the molded body together with the metal silicon cluster at 1,600° C. in a vacuum atmosphere and continuously sintering at a set temperature of up to 1,850° C. in an inert gas atmosphere; and treating and processing the surface of the surface of the sintered body for residual substances and foreign substances.

적용되는 알파상 탄화규소(α-SiC) 분말은 평균 30㎛이하의 크기를 가져야 하며, 고내마모 탄화규소 세라믹 제조 방법의 혼합슬러리를 제조하는 단계에, 불순물 제거를 위하여 통상적으로 사용하는 산(Acid)을 이용하여 세척하는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.The applied alpha-phase silicon carbide (α-SiC) powder must have an average size of 30 μm or less, and acid (Acid ) It is preferable to further include the step of washing using.

그리고, 상기 소결체를 형성하는 단계에서는 1,000℃ 이하에서는 5 내지 7℃씩 승온하고, 1,000℃에서 1,600℃ 까지는 3 내지 4℃씩 승온하며, 1,600℃ 이상에서는 2 내지 3℃씩 승온하되, 1,600℃에 도달되면 30분간 온도를 유지하며, 최대 1,850℃의 설정온도에 도달되면 1시간 동안 온도를 유지하는 것이 바람직하다.And, in the step of forming the sintered body, the temperature is raised by 5 to 7 ° C below 1,000 ° C, the temperature is raised by 3 to 4 ° C from 1,000 ° C to 1,600 ° C, and the temperature is raised by 2 to 3 ° C above 1,600 ° C, but at 1,600 ° C When it is reached, the temperature is maintained for 30 minutes, and when the set temperature of up to 1,850 ° C is reached, it is preferable to maintain the temperature for 1 hour.

본 발명의 일 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹 제조방법으로 제조된 고내마모용 탄화규소 세라믹은 조성물의 알파상 탄화규소와; 철 분말, 탄소 분말, 금속 실리콘 분말, 페놀수지가 혼합된 혼합물의 소결을 통하여 형성된 베타상 탄화규소와 상기 소결첨가제의 표면 상변태를 통하여 생성되는 알파 탄화규소; 및 상기 소결체를 형성하는 단계에서 미반응된 실리콘;을 포함한다.The silicon carbide ceramic for high wear resistance produced by the manufacturing method of silicon carbide ceramic for high wear resistance according to an embodiment of the present invention includes alpha-phase silicon carbide of the composition; Beta-phase silicon carbide formed through sintering of a mixture of iron powder, carbon powder, metal silicon powder, and phenolic resin, and alpha-silicon carbide produced through surface phase transformation of the sintering additive; and unreacted silicon in the step of forming the sintered body.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹은 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 0 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 0 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합된 조성물이 성형된 것이다.That is, the silicon carbide ceramic for high wear resistance according to an embodiment of the present invention contains 79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, and 1 to 8% by weight of carbon powder. %, 0.5 to 2% by weight of a phenolic resin, yttria as a sintering additive, and a material composed of alumina oxide are mixed at a component ratio of 0 to 7.5% by weight.

본 출원인은 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 0 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 0 내지 7.5 중량% 범위 내에서, 아래와 같은 다양한 조건으로 탄화규소 세라믹을 제조하였다.79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, 1 to 8% by weight of carbon powder, 0.5 to 2% by weight of phenolic resin, sintering additive Silicon carbide ceramics were prepared under various conditions as follows, in the range of 0 to 7.5% by weight of a material composed of tria and alumina oxide.

표 1을 참조하면, 제조예 1은 알파상 탄화규소 97.5 중량%, 금속 실리콘 분말(Metal Silicom Powder) 1중량%, 탄소 분말(Carbon Black Powder) 1중량%, 페놀수지 0.5중량%의 성분비를 갖는 조성물 100중량부 기준 효율적인 건조공정을 위하여 유기 첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함시켜, 40톤 하중의 일축 압축 성형을 통하여 성형하여 제조하였다. Referring to Table 1, Preparation Example 1 has a component ratio of 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 1% by weight of metal silicon powder, 1% by weight of carbon black powder, and 0.5% by weight of phenol resin. For an efficient drying process based on 100 parts by weight of the composition, 0.5 to 4 parts by weight of organic additives were included and molded through uniaxial compression molding under a load of 40 tons.

구분
(중량%)division
(weight%) 알파상
탄화규소alpha phase
silicon carbide 금속
실리콘
분말metal
silicon
powder 탄소
분말carbon
powder 페놀
수지phenol
profit 철
분말steel
powder 알루미나alumina 이트리아Yttria 이트륨
알루미네이트yttrium
aluminate 메탈
실리콘
클러스터metal
silicon
cluster 성형조건Molding conditions 제조예1Preparation Example 1 97.597.5 1One 1One 0.50.5 XX 40ton40 tons 일축
압축spurn
compression 제조예2Preparation Example 2 97.597.5 1One 1One 0.50.5 OO 제조예3Preparation Example 3 95.595.5 1One 33 0.50.5 OO 제조예4Production Example 4 93.593.5 1One 55 0.50.5 OO 제조예5Preparation Example 5 90.590.5 1One 88 0.50.5 OO 제조예6Preparation Example 6 91.591.5 33 55 0.50.5 OO 제조예7Preparation Example 7 89.589.5 55 55 0.50.5 OO 제조예8Preparation Example 8 86.586.5 88 55 0.50.5 OO 제조예9Production Example 9 8989 55 55 1One OO 제조예10Production Example 10 8888 55 55 22 OO 제조예11Preparation Example 11 8888 55 55 1One 1One OO 제조예12Production Example 12 8787 55 55 1One 22 OO 제조예13Preparation Example 13 8686 55 55 1One 33 OO 제조예14Production Example 14 84.584.5 55 55 1One 22 1.51.5 1One OO 제조예15Production Example 15 8282 55 55 1One 22 33 22 OO 제조예16Production Example 16 84.584.5 55 55 1One 22 2.52.5 OO 제조예17Production Example 17 8282 55 55 1One 22 55 OO 제조예18Preparation Example 18 79.579.5 55 55 1One 22 7.57.5 OO 제조예19Production Example 19 84.584.5 55 55 1One 22 2.52.5 OO 200MPa200 MPa CIPCIP 제조예20Production Example 20 84.584.5 55 55 1One 22 2.52.5 OO 40ton40 tons Slip CastSlip Cast 제조예21Production Example 21 84.584.5 55 55 1One 22 2.52.5 XX 200MPa200 MPa HPHP 제조예22Production Example 22 84.584.5 55 55 1One 22 2.52.5 XX HIPHIP 제조예23Production Example 23 84.584.5 55 55 1One 22 2.52.5 OO 40ton40 tons 일축
압축spurn
compression 제조예24Production Example 24 84.584.5 55 55 1One 22 2.52.5 OO

제조예 2 내지 10에서는, 알파 탄화규소 86.5 내지 97.5 중량%, 금속 실리콘 분말 (Metal Silicon Powder) 1 내지 8 중량%, 탄소 분말(Carbon Black Powder) 1 내지 8중량%, 페놀수지 0.5 내지 2중량%의 성분비를 갖는 조성물 100중량부 기준 유기첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함시켜, 40톤 하중의 일축 압축 성형을 통하여 성형하여 제조하였다. In Production Examples 2 to 10, 86.5 to 97.5% by weight of alpha silicon carbide, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, 1 to 8% by weight of carbon black powder, 0.5 to 2% by weight of phenolic resin It was manufactured by including 0.5 to 4 parts by weight of an organic additive based on 100 parts by weight of a composition having a component ratio of, and molded through uniaxial compression molding under a load of 40 tons.

그리고, 제조예 11 내지 13에서는, 알파 탄화규소 86 내지 88 중량%, 금속실리콘 분말 (Metal Silicon Powder) 5 중량%, 탄소 분말(Carbon Black Powder) 5중량%, 페놀수지 1중량%, 철 분말(Carbonyl Iron Powder) 1 내지 3 중량%의 성분비를 갖는 조성물 100중량부 기준 유기첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함시켜, 40톤 하중의 일축 압축 성형을 통하여 성형하여 제조하였다.And, in Preparation Examples 11 to 13, alpha silicon carbide 86 to 88% by weight, metal silicon powder (Metal Silicon Powder) 5% by weight, carbon powder (Carbon Black Powder) 5% by weight, phenolic resin 1% by weight, iron powder ( Carbonyl Iron Powder) 0.5 to 4 parts by weight of an organic additive based on 100 parts by weight of a composition having a component ratio of 1 to 3% by weight was molded through uniaxial compression molding under a load of 40 tons.

제조예 14 내지 18에서는, 알파 탄화규소 79.5 내지 84.5 중량%, 금속 실리콘 분말 (Metal Silicon Powder) 5 중량%, 탄소 분말(Carbon Black Powder) 5 중량%, 페놀수지 1 중량%, 철 분말(Carbonyl Iron Powder) 2 중량%, 알루미나 1.5 내지 3 중량%, 이트리아 1 내지 2 중량%, 이트륨알루미네이트 2.5 내지 7.5 중량%의 성분비를 갖는 조성물 100중량부 기준 유기첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함시켜, 40톤 하중의 일축 압축 성형을 통하여 성형하여 제조하였다. In Production Examples 14 to 18, alpha silicon carbide 79.5 to 84.5% by weight, metal silicon powder (Metal Silicon Powder) 5% by weight, carbon powder (Carbon Black Powder) 5% by weight, phenolic resin 1% by weight, iron powder (Carbonyl Iron Powder) 40 tons including 0.5 to 4 parts by weight of organic additives based on 100 parts by weight of a composition having a component ratio of 2% by weight, 1.5 to 3% by weight of alumina, 1 to 2% by weight of yttria, and 2.5 to 7.5% by weight of yttrium aluminate It was manufactured by molding through uniaxial compression molding under load.

표 1을 참조하면, 제조예 19 내지 24에서는, 알파 탄화규소 84.5 중량%, 금속 실리콘 분말 (Metal Silicon Powder) 5 중량%, 탄소 분말(Carbon Black Powder) 5 중량%, 페놀수지 1 중량%, 철 분말(Carbonyl Iron Powder) 2 중량%, 이트륨 알루미네이트 2.5 중량%의 성분비를 갖는 조성물 100중량부 기준 유기첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함시켜, 40톤 하중의 일축 압축 성형, 200MPa 냉간등방압 성형, 200MPa 열간 등방압축 성형, 200MPa 열간 압축 성형 중 어느 한 성형방법을 통하여 성형하여 제조하였다.Referring to Table 1, in Preparation Examples 19 to 24, alpha silicon carbide 84.5% by weight, metal silicon powder (Metal Silicon Powder) 5% by weight, carbon powder (Carbon Black Powder) 5% by weight, phenolic resin 1% by weight, iron Including 0.5 to 4 parts by weight of organic additives based on 100 parts by weight of a composition having a component ratio of 2% by weight of carbonyl iron powder and 2.5% by weight of yttrium aluminate, uniaxial compression molding under a load of 40 tons, 200MPa cold isostatic pressure molding, 200MPa It was manufactured by molding through any one of hot isostatic compression molding and 200 MPa hot compression molding.

그리고, 제조예 2 내지 20과, 제조예 23 및 24에서는 소결 분위기 조성을 위해 각 조성물 100중량부 기준 금속 실리콘 클러스터(Metal Silicon Cluster) 50 내지 100중량부를 소결로 내에 포함하여 제품을 제조하고, HP, HIP 성형이 이루어지는 제조예 21 및 22에서는 금속실리콘 클러스터(Metal silicon Cluster) 분위기를 제외하였다.And, in Preparation Examples 2 to 20 and Preparation Examples 23 and 24, 50 to 100 parts by weight of Metal Silicon Cluster based on 100 parts by weight of each composition was included in the sintering furnace to prepare a product, HP, In Production Examples 21 and 22 in which HIP molding was performed, a metal silicon cluster atmosphere was excluded.

그리고, 제조예 1 내지 22의 공통적인 소결조건은 다음과 같다. 먼저, 1600℃까지는 10-3torr 진공분위기에서 소결을 진행하고, 1600℃에서 30분간 10-3torr 진공분위기를 유지하여 베타 탄화규소 생성의 극대화를 유도하고, 1800℃까지는 비활성기체(N2) 분위기로 소결을 진행하고, 1800℃에서 비활성기체(N2) 분위기를 1시간 유지하였다. And, the common sintering conditions of Preparation Examples 1 to 22 are as follows. First, sintering is performed in a 10 -3 torr vacuum atmosphere up to 1600 ° C, and 10 -3 torr vacuum atmosphere is maintained at 1600 ° C for 30 minutes to induce maximization of beta silicon carbide production, and up to 1800 ° C, inert gas (N 2 ) Sintering was performed in an atmosphere, and an inert gas (N 2 ) atmosphere was maintained at 1800° C. for 1 hour.

그리고, HP, HIP 성형이 이루어지는 제조예 23 및 24에서는 제조예 1 내지 18의 소결조건과 동일하되, 제조예 23은 최대온도 1750℃, 제조예 24는 최대온도 1850℃로 하였다.And, in Production Examples 23 and 24 in which HP and HIP molding are performed, the sintering conditions of Production Examples 1 to 18 are the same, but Production Example 23 has a maximum temperature of 1750 ° C and Production Example 24 has a maximum temperature of 1850 ° C.

상기 표 1의 조건(제조예 1 내지 24)에 의해 제조된 탄화규소 세라믹의 밀도는 아르키메데스 방법으로 측정하였고, 경도는 KS B 0806(금속 재료의 로크웰 경도 시험 방법의 A scale)에 따라 측정하였으며, 마모율은 제조예 1부터 24의 탄화규소 세라믹 100 중량부 기준 직경 5Φ의 고순도 알루미나 볼 1,000 중량비를 혼합하여 300rpm으로 7일 동안 건식 볼 밀을 진행하여 최초 중량대비 감소 중량을 점검하여 마모율을 측정하였고, 수축률은 소결 전후 성형체의 가로, 세로, 두께를 소수점 둘째 자리 까지 치수를 측정하여 수축한 정도를 평균하여 계산하였다. The density of the silicon carbide ceramics prepared according to the conditions in Table 1 (Production Examples 1 to 24) was measured by the Archimedes method, and the hardness was measured according to KS B 0806 (A scale of Rockwell hardness test method for metal materials), The wear rate was measured by mixing 1,000 parts by weight of silicon carbide ceramics from Preparation Examples 1 to 24 with 1,000 parts by weight of high-purity alumina balls having a standard diameter of 5Φ and performing a dry ball mill at 300 rpm for 7 days to check the reduced weight compared to the initial weight. The shrinkage rate was calculated by averaging the degree of shrinkage by measuring the width, length, and thickness of the molded body before and after sintering to the second decimal place.

구분division 밀도(g/cm3)Density (g/cm 3 ) 경도(HRA)Hardness (HRA) 마모율(%)Wear rate (%) 수축률(%)Shrinkage (%) 제조예1Preparation Example 1 2.542.54 89.789.7 0.050.05 2.762.76 제조예2Preparation Example 2 2.652.65 90.190.1 0.010.01 1.021.02 제조예3Preparation Example 3 2.672.67 90.290.2 0.010.01 0.980.98 제조예4Production Example 4 2.692.69 90.490.4 0.010.01 0.860.86 제조예5Preparation Example 5 2.642.64 90.190.1 0.010.01 1.101.10 제조예6Preparation Example 6 2.732.73 90.590.5 0.010.01 0.850.85 제조예7Preparation Example 7 2.772.77 90.990.9 0.010.01 0.810.81 제조예8Preparation Example 8 2.742.74 90.790.7 0.010.01 0.830.83 제조예9Preparation Example 9 2.932.93 91.891.8 00 0.260.26 제조예10Production Example 10 2.912.91 91.691.6 00 0.290.29 제조예11Preparation Example 11 3.013.01 91.991.9 00 0.230.23 제조예12Production Example 12 3.053.05 92.392.3 00 0.210.21 제조예13Preparation Example 13 3.033.03 92.192.1 00 0.190.19 제조예14Production Example 14 3.123.12 92.792.7 00 0.150.15 제조예15Production Example 15 3.063.06 92.592.5 00 0.180.18 제조예16Production Example 16 3.163.16 9494 00 0.080.08 제조예17Production Example 17 3.093.09 93.293.2 00 0.150.15 제조예18Preparation Example 18 3.073.07 9393 00 0.160.16 제조예19Production Example 19 3.183.18 94.894.8 00 0.060.06 제조예20Production Example 20 3.113.11 9494 00 0.080.08 제조예21Production Example 21 3.213.21 94.994.9 00 0.050.05 제조예22Production Example 22 3.243.24 95.195.1 00 0.040.04 제조예23Production Example 23 3.143.14 93.493.4 00 0.120.12 제조예24Production Example 24 3.163.16 93.693.6 00 0.110.11

표 2를 참고하면, 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 0.5 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 1 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합되어 제조된 고내마모용 탄화규소는 2.54 내지 3.24 g/cm3 범위의 밀도와,89.7 내지 95.1 HRA 범위의 경도와, 0.05% 이하의 범위의 마모율과, 0.04 내지 2.76%의 수축률을 갖는다Referring to Table 2, 79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0.5 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, 1 to 8% by weight of carbon powder, 0.5 to 2% by weight of phenolic resin, sintered Silicon carbide for high wear resistance prepared by mixing a material composed of yttria as an additive and alumina oxide at a component ratio of 1 to 7.5% by weight has a density in the range of 2.54 to 3.24 g / cm 3 , a hardness in the range of 89.7 to 95.1 HRA, It has a wear rate in the range of 0.05% or less and a shrinkage rate of 0.04 to 2.76%.

제조예 1과 2를 통하여, 소결 시 금속실리콘 클러스터 첨가에 따른 효과를 확인하였고, 제조예 2부터 10의 제조를 통하여, 베타상 탄화규소 입자 형성을 위한 최적의 금속실리콘 분말과 탄소분말 그리고 페놀수지의 함량을 선정하였고, 제조예11 내지 13를 통하여 소결체 밀도 향상을 위한 최적의 철분말 함량을 선정하였으며, 제조예 14부터 18까지는 치밀화된 탄화규소 세라믹의 생성을 위한 소결 첨가제의 성분 및 함량을 선정하였고, 제조예 19부터 22까지는 성형방법에 따른 성형조건을 분석하였고, 제조예 23 및 24에서는 제조예 1 내지 22 중에서 경제성이 고려한 조성 및 성형조건에서의 열처리 온도변화에 따른 탄화규소 세라믹의 특성을 분석하여 최종 고내마모 탄화규소 세라믹의 제조 조건을 수립하였다.Through Preparation Examples 1 and 2, the effect of adding metal silicon clusters during sintering was confirmed, and through Preparation Examples 2 to 10, optimal metal silicon powder, carbon powder and phenolic resin for forming beta-phase silicon carbide particles The content of was selected, and the optimal iron powder content for improving the density of the sintered body was selected through Preparation Examples 11 to 13, and the components and contents of the sintering additive for the production of densified silicon carbide ceramics were selected from Preparation Examples 14 to 18. In Production Examples 19 to 22, the molding conditions according to the molding method were analyzed, and in Production Examples 23 and 24, the composition considering economic feasibility and the characteristics of silicon carbide ceramics according to the heat treatment temperature change in the molding conditions among Preparation Examples 1 to 22 were analyzed. Analysis was performed to establish manufacturing conditions for the final high wear resistance silicon carbide ceramic.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹은 밀도2.65 ~3.24g/cm3, 경도 90.1 내지 95.1 HRA, 마모율 0.01% 이하, 수축률 0.04 내지 1.1%를 갖도록, 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 1 내지 3 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 알루미나 1.5 내지 3 중량부, 이트리아 1 내지 2 중량부, 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 2.5 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합되고 소결 분위기 조성을 위한 금속실리콘 클러스터 50 내지 100 중량부를 포함하여 제조되는 것이 바람직하다.That is, the silicon carbide ceramic for high wear resistance according to an embodiment of the present invention has a density of 2.65 to 3.24 g/cm 3 , a hardness of 90.1 to 95.1 HRA, a wear rate of 0.01% or less, and a shrinkage rate of 0.04 to 1.1%, alpha phase silicon carbide 79.5 to 97.5% by weight, 1 to 3% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, 1 to 8% by weight of carbon powder, 0.5 to 2% by weight of phenol resin, 1.5 to 3 parts by weight of alumina as a sintering additive, yttria 1 to 2 parts by weight of a material made of yttria and alumina oxide is mixed at a component ratio of 2.5 to 7.5% by weight, and it is preferably prepared by including 50 to 100 parts by weight of a metal silicon cluster for forming a sintering atmosphere.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹은 밀도 2.91 ~ 3.18 g/cm3 , 경도 91.6 내지 94.8 HRA, 마모율 0.01 % 이하, 수축률 0.06 내지 0.29%을 갖도록, 알파상 탄화규소 79.5 내지 89 중량%, 철 분말 1내지 3 중량%, 금속실리콘 분말 5 중량%, 탄소분말 5 중량%, 페놀수지 1 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 1 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합되어 Slip cast 또는 일축 성형 또는 냉간 등방압 성형되고 소결 분위기 조성을 위한 금속실리콘 클러스터 50 내지 100 중량%를 포함하여 제조될 수 있다.More preferably, the silicon carbide ceramic for high wear resistance according to an embodiment of the present invention has a density of 2.91 to 3.18 g/cm 3 , a hardness of 91.6 to 94.8 HRA, a wear rate of 0.01% or less, and a shrinkage rate of 0.06 to 0.29%, alpha phase A material consisting of 79.5 to 89% by weight of silicon carbide, 1 to 3% by weight of iron powder, 5% by weight of metal silicon powder, 5% by weight of carbon powder, 1 to 2% by weight of phenol resin, yttria and alumina oxide as sintering additives is 1 to 7.5% by weight, slip cast or uniaxial molding, or cold isostatic pressure molding, and may be prepared by including 50 to 100% by weight of a metal silicon cluster for forming a sintering atmosphere.

도 14는 제조예 20에 의해 제조된 고내마모 탄화규소 세라믹 시편과 파단 면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)으로 분석한 이미지이다. FIG. 14 is an image of a highly wear-resistant silicon carbide ceramic specimen prepared in Preparation Example 20 and a fractured surface analyzed by a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscope).

도 14를 참조하면, 탄화규소 세라믹은 조대 입자와 미립자로 구성된 것을 확인할 수 있으며, 조대 입자의 경우 출발원료 물질 중 탄화규소(SiC)와 금속 실리콘(Si)에 의하여 생성되는 물질이며, 미립자의 경우 금속 실리콘 분말(Metal Silicon Powder)과 고순도 탄소 분말(Carbon Black Powder) 및 페놀수지로부터 합성되는 베타 탄화규소(β-SiC)와 이렇게 합성된 베타 탄화규소(β-SiC)가 표면 잔류 이산화규소(SiO2)와 금속 실리콘에 의하여 생성된 용융 실리콘 내로 소결첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 침투하여 생성된 다성분계 액상으로 인해 상변화 및 입성장하여 생성된 알파 탄화규소(α-SiC)가 혼합된 물질로 구성되어 있다. Referring to FIG. 14, it can be confirmed that the silicon carbide ceramic is composed of coarse particles and fine particles. In the case of coarse particles, it is a material produced by silicon carbide (SiC) and metal silicon (Si) among the starting raw materials, and in the case of fine particles, Beta silicon carbide (β-SiC) synthesized from metal silicon powder, high-purity carbon powder, and phenol resin, and the beta silicon carbide (β-SiC) synthesized in this way are surface residual silicon dioxide (SiO 2 ) and alpha silicon carbide (α-SiC) produced by phase change and grain growth due to the multi-component liquid phase created by infiltrating the sintering additive yttria and alumina oxide into the molten silicon created by metal silicon. It is composed of mixed substances.

제조예 1 내지 24까지의 고내마모 탄화규소 세라믹 제작 방법관한 연구는 저온에서 생성되는 1차 베타 탄화규소 생성반응과 1차 생성된 베타 탄화규소를 활용한 2차 알파 탄화규소의 저온 생성반응을 포함하고 있다. 이에 따라, 상기 연구를 통하여 1, 2차 생성반응을 유도하여 종래의 탄화규소 세라믹 제작 방법보다 상대적으로 낮은 최고 설정온도에서도 경제적이면서 높은 치밀도와 물리적 특성 확보가 가능한 화력발전소용 고내마모 탄화규소 세라믹 제조할 수 있었다. Studies on the production methods of highly wear-resistant silicon carbide ceramics of Preparation Examples 1 to 24 include the low-temperature production reaction of primary beta silicon carbide produced at low temperature and secondary alpha silicon carbide using primary beta silicon carbide. are doing Accordingly, through the above research, the primary and secondary production reactions are induced to manufacture highly wear-resistant silicon carbide ceramics for thermal power plants that are economical and can secure high density and physical properties even at a relatively lower maximum set temperature than conventional silicon carbide ceramic manufacturing methods. Could.

한편, 도 15는 제조예 20에 의해 제조된 고내마모 탄화규소 세라믹 시편을 X-ray Diffraction을 이용하여 구성 성분의 결정구조를 분석한 이미지이다. Meanwhile, FIG. 15 is an image obtained by analyzing the crystal structure of the components of the highly wear-resistant silicon carbide ceramic specimen prepared in Preparation Example 20 using X-ray diffraction.

도 15를 참조하면, 제조예 20으로 제조된 탄화규소 세라믹은 베타 탄화규소(β-SiC), 알파 탄화규소(α-SiC), 실리콘(Si)이 결정 혼합된 것으로 확인할 수 있었으며, 1차 탄화규소 생성반응을 통해 생성된 베타 탄화규소, 출발원료 물질과 2차 탄화규소 생성반응을 통해 생성된 알파 탄화규소 그리고 출발원료와 소결 분위기 제어를 위해 추가한 금속 실리콘 및 탄화규소의 화학반응에 참여하지 않은 미반응 고순도 실리콘으로 구성된 높은 치밀도의 고강도 탄화규소 세라믹을 확보할 수 있었다.Referring to FIG. 15, the silicon carbide ceramic prepared in Preparation Example 20 was confirmed to be a crystal mixture of beta silicon carbide (β-SiC), alpha silicon carbide (α-SiC), and silicon (Si), and primary carbonization It does not participate in the chemical reaction of beta silicon carbide generated through the silicon generation reaction, alpha silicon carbide generated through the starting material and secondary silicon carbide generation reaction, and metallic silicon and silicon carbide added to control the starting material and sintering atmosphere. It was possible to secure high-density and high-strength silicon carbide ceramics composed of unreacted high-purity silicon.

도 16은 사용 상에 문제가 없는 소형 크기로 양상되고 있는 알루미나 세라믹 링과 타일 타입의 라이터의 크기와 형상을 설명하기 위한 이미지이고, 도 17은 본 연구의 고내마모 탄화규소세라믹 제조방법으로 제작한 양산 가능한 크기의 탄화규소 세라믹 링과 다양한 형상의 탄화규소 세라믹에 대한 이미지이다.16 is an image for explaining the size and shape of an alumina ceramic ring and tile-type lighter, which are emerging in a small size without problems in use, and FIG. 17 is a high wear-resistant silicon carbide ceramic manufacturing method These are images of silicon carbide ceramic rings of sizes that can be mass produced and silicon carbide ceramics of various shapes.

종래의 알루미나 세라믹은 원료의 특성상 제작하는 과정에서 약 15%의 수축이 발생하여 형상이 일정하지 않거나 치수의 정밀도가 현저하게 떨어져 대형 기물과 복잡한 형상 제작이 어렵지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄화규소 세라믹은 원료와 제작과정의 특성상 수축이 발생하지 않아 최초 설계 및 제작한 형상 그대로 제작할 수 있어 제품의 치수정밀도 확보를 통하여 변형 없는 대형 탄화규소 세라믹을 제작할 수 있는 장점이 있다. Conventional alumina ceramics have about 15% shrinkage during the manufacturing process due to the nature of the raw material, so that the shape is not constant or the dimensional accuracy is remarkably low, making it difficult to manufacture large objects and complex shapes. However, carbonization according to an embodiment of the present invention Since silicon ceramics do not shrink due to the nature of the raw material and manufacturing process, they can be manufactured in the original designed and manufactured shape, and thus have the advantage of being able to manufacture large-sized silicon carbide ceramics without deformation by securing the dimensional accuracy of the product.

이러한 장점으로 인하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄화규소 세라믹은 종래의 알루미나 세라믹보다 5 내지 10배 크게 제작하여도 변형 없는 대형 기물과 복잡한 형상의 제작이 가능하여 종래의 알루미나 세라믹으로는 불가능했던 상대적 취약부인 세라막 간의 결합부의 최소화 가능하여 이송관의 수명을 연장할 수 있고, 복잡한 형상의 탄화규소 세라믹을 통하여 더욱 많은 설비 및 산업에 적용하여 설비의 수명을 연장 할 수 있다. Due to these advantages, the silicon carbide ceramic according to an embodiment of the present invention can produce large objects and complex shapes without deformation even if it is made 5 to 10 times larger than conventional alumina ceramics. It is possible to minimize the joint between ceramic membranes, which is a weak part, to extend the lifespan of the transfer pipe, and to extend the lifespan of the equipment by applying it to more facilities and industries through the complex shape of silicon carbide ceramics.

본 발명의 일 실시 예에 다른 고내마모용 탄화규소 세라믹의 제조방법은 밀도가 2.65~3.24 g/cm3 의 범위면서 경도가 90.1 내지 95.1 HRA로 종래의 알루미나 세라믹보다 높으면서 마모율과 수축률이 낮으며 비중이 낮은 고내마모용 탄화규소 세라믹을 제조할 수 있다. 이러한, 본 발명의 일 싱시 예에 따른 고내마모용 탄화규소 세라믹은 화력발전소의 내구성 및 관리 효율을 향상시킬 수 있으며, 비중이 작아 화력발전소 설비에 걸리는 전체적인 부하 감소와 안전성을 향상 시킬 수 있는 장점이 있다.In one embodiment of the present invention, a method for manufacturing a silicon carbide ceramic for high wear resistance has a density in the range of 2.65 to 3.24 g/cm 3 and a hardness of 90.1 to 95.1 HRA, which is higher than conventional alumina ceramics, has a low wear rate and shrinkage rate, and specific gravity. This low and high wear resistance silicon carbide ceramic can be manufactured. The silicon carbide ceramic for high wear resistance according to an example of the present invention can improve the durability and management efficiency of thermal power plants, and has the advantage of reducing the overall load and improving safety of thermal power plant facilities due to its small specific gravity. there is.

한편, 도 2 내지 5에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(10)이 도시되어 있다.Meanwhile, FIGS. 2 to 5 show a composite ceramic tube 10 for transportation of a thermal power plant according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(10)은 화력발전소(1)의 미분기(3)로부터 보일러(4)로 이어지는 이송경로나 보일러(4)로부터 회저장조(5)로 이어지는 이송경로나 탈황설비(7)로부터 슬러리 저장조(9)로 이어지는 이송경로 상에 설치되는 것이다.According to an embodiment of the present invention, the composite ceramic pipe 10 for transfer of a thermal power plant is a transfer path leading from the differential generator 3 of the thermal power plant 1 to the boiler 4 or from the boiler 4 to the ash storage tank 5 It is installed on the transfer path leading to or the transfer path leading from the desulfurization facility 7 to the slurry storage tank 9.

본 발명의 일 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(10)은 금속소재로 형성된 외관(11)과, 세라믹 소재로 형성된 내관(21), 외관(11)의 내주면에 도포되는 세라믹 접착제(41)와, 복수의 마모방지링(51)과, 복수의 플랜지(61)를 구비한다.In the composite ceramic pipe 10 for transportation of a thermal power plant according to an embodiment of the present invention, an exterior 11 formed of a metal material, an inner tube 21 formed of a ceramic material, and a ceramic adhesive applied to the inner circumferential surface of the exterior 11 (41), a plurality of anti-wear rings (51), and a plurality of flanges (61).

외관(11)은 내부의 유로가 길이방향을 따라 굴곡지게 형성된 외곡관부(12)와, 외곡관부(12)의 양단에 각 일단이 연결되며 직선상으로 연장된 복수의 외직관부(15)를 구비한다.The exterior 11 is provided with an outer bend pipe portion 12 in which an internal flow path is formed to be curved along the longitudinal direction, and a plurality of outer straight pipe portions 15 having one end connected to both ends of the outer bend pipe portion 12 and extending in a straight line. do.

내관(21)은 각 상기 외직관부의 내주면에 부착되며 알루미나 세라믹으로 형성되는 복수의 내직관부(25)와, 외곡관부(12)의 내주면에 부착되되 내직관부(25)보다 내마모도가 높은 본 발명의 고내마모 탄화규소 세라믹으로 형성된 내곡관부(22)를 구비한다.The inner pipe 21 is attached to the inner circumferential surface of each of the outer straight pipe parts and is attached to the inner circumferential surface of a plurality of inner straight pipe parts 25 formed of alumina ceramic and the outer bend pipe part 12, but has a higher wear resistance than the inner straight pipe part 25 It has a bendable tube portion 22 formed of the highly wear-resistant silicon carbide ceramic of the invention.

마모방지링(51)은 도 3 및 도 5를 참고하면, 내직관부(25)보다 길게 연장되어 내직관부(25)에 대해 돌출되는 외직관부(15)의 타단과 내직관부(25)의 타단을 덮되 내직관부(25)와 동일한 내경을 갖는 링 형상으로 형성되며 내직관부(25)보다 내마모도가 높은 고내마모 탄화규소 세라믹이 적용된다.Referring to FIGS. 3 and 5, the anti-wear ring 51 extends longer than the inner straight pipe 25 and the other end of the outer straight pipe 15 protruding with respect to the inner straight pipe 25 and the inner straight pipe 25 Covering the other end is formed in a ring shape having the same inner diameter as the inner straight pipe portion 25, and highly wear-resistant silicon carbide ceramic having a higher wear resistance than the inner straight pipe portion 25 is applied.

내직관부(25)는 원주방향으로 분할된 타일 형태의 다수의 알루미나 세라믹(27)이 링형상을 이루는 다수의 알루미나 세라믹관부(26)가 외직관부(15)의 길이방향을 따라 연속 배열되어형성된다.The inner straight pipe part 25 is formed by continuously arranging a plurality of alumina ceramic pipe parts 26 in a ring shape of a plurality of tile-shaped alumina ceramics 27 divided in the circumferential direction along the length direction of the outer straight pipe part 15. do.

내곡관부(22)는 알루미나 세라믹(27)보다 강도가 높은 원주방향의 분할된 타일형태의 고내마모 탄화규소 세라믹(24)이 링 형상을 이루는다수의 다수의 복합 세라믹관부(23)가 외곡관부(12)의 곡률 연장방향을 따라 연속 배열된다.In the curved pipe part 22, a plurality of composite ceramic pipe parts 23 in which high wear-resistant silicon carbide ceramics 24 in the form of divided tiles in the circumferential direction having higher strength than the alumina ceramic 27 form a ring shape are bent tube parts ( 12) are continuously arranged along the curvature extension direction.

알루미나 세라믹(27)는 대한민국 등록특허공보 제10-0756527호, 제10-0841749호에 게시된 조성비로 형성된 것이 적용될 수 있다. The alumina ceramic 27 may be formed with a composition ratio disclosed in Korean Patent Registration Nos. 10-0756527 and 10-0841749.

고내마모 탄화규소 세라믹(24)은 알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철분말 0 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 0 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합된 조성물이 성형된 것을 소결 분위기 제어를 위한 금속실리콘 클러스터 50 내지 100 중량%이 포함되어 제조될 수 있다. 바람직하게는 고내마모 탄화규소 세라믹(24)은 밀도 2.65~3.24 g/cm3, 경도 90.1 내지 95.1 HRA, 마모율 0.01% 이하, 수축률 0.04 내지 1.1%를 갖도록 제조되는 것이 바람직하다.The high wear-resistant silicon carbide ceramic 24 contains 79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, 1 to 8% by weight of carbon powder, and 0.5 to 2% by weight of phenolic resin. %, a composition in which a material made of yttria and alumina oxide as a sintering additive is mixed at a component ratio of 0 to 7.5% by weight is molded and includes 50 to 100% by weight of a metal silicon cluster for controlling the sintering atmosphere. Preferably, the highly wear-resistant silicon carbide ceramic 24 is preferably manufactured to have a density of 2.65 to 3.24 g/cm 3 , a hardness of 90.1 to 95.1 HRA, an abrasion rate of 0.01% or less, and a shrinkage rate of 0.04 to 1.1%.

더욱 바람직하게는 고내마모 탄화규소 세라믹(24)은 밀도 2.91 ~ 3.18 g/cm3, 경도 91.6 내지 94.8 HRA, 마모율 0.01 % 이하, 수축률 0.06 내지 0.29%을 갖도록, 알파상 탄화규소 79.5 내지 89 중량%, 철 분말 1내지 3 중량%, 금속실리콘 분말 5 중량%, 탄소분말 5 중량%, 페놀수지 1 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 1 내지 7.5 중량%의 성분비로 혼합되어 Slip cast 또는 일축 성형 또는 냉간 등방압 성형되고 소결 분위기 조성을 위한 금속실리콘 클러스터 50 내지 100 중량%를 포함하여 제조될 수 있다.More preferably, the highly wear-resistant silicon carbide ceramic 24 contains 79.5 to 89% by weight of alpha-phase silicon carbide to have a density of 2.91 to 3.18 g/cm 3 , a hardness of 91.6 to 94.8 HRA, a wear rate of 0.01% or less, and a shrinkage rate of 0.06 to 0.29%. , iron powder 1 to 3% by weight, metal silicon powder 5% by weight, carbon powder 5% by weight, phenol resin 1 to 2% by weight, material consisting of yttria and alumina oxide as sintering additives in a component ratio of 1 to 7.5% by weight Mixed and slip cast or uniaxial molding or cold isostatic pressure molding, it can be prepared by including 50 to 100% by weight of a metal silicon cluster for forming a sintering atmosphere.

또한, 세라믹 접착제(41)는 대한민국 등록특허공보 제10-0861575호, 제10-0756527호에 게시된 조성비로 형성된 것이 적용될 수 있다. 또는, 세라믹 접착제(41)는 분할된 타일 형태의 고내마모 탄화규소 세라믹(24)과 알루미나 세라믹(27) 접착을 위해, 형태와 규격 그리고 적용 현장에 따라서 무기 접착제와 유기 접착제를 적절하게 사용하는 것이 바람직하다. 이송 경로 상에 본 발명에 따른 복합 세라믹관(10) 설치 시 세라믹 접착제(41)는 이탈이 발생하지 않는 강도를 가진 에폭시 계열의 유기 접착제가 사용되는 것이 바람직하다.In addition, the ceramic adhesive 41 may be formed with a composition ratio disclosed in Korean Patent Registration Nos. 10-0861575 and 10-0756527. Alternatively, as for the ceramic adhesive 41, inorganic adhesives and organic adhesives may be appropriately used according to the shape, size, and application site for bonding the highly wear-resistant silicon carbide ceramic 24 and the alumina ceramic 27 in the form of divided tiles. desirable. When the composite ceramic tube 10 according to the present invention is installed on the transfer path, it is preferable that the ceramic adhesive 41 is an epoxy-based organic adhesive having strength that does not cause separation.

한편, 도 6 및 도 7을 참고하면, 종래의 세라믹(27',27")들은 길이방향 일단면과 타단면에 인접하는 세라믹(27',27")들과 결합을 위한 다양한 요홈 또는 요철 구조가 적용되어 상호 끼워 맞춰진다. 그런데, 상기 요홈 또는 요철 구조를 통하여 이송경로 상의 이송물질이 외측으로 이차적으로 유출되는 것을 방지하고, 알루미나 세라믹의 수축 및 치수 변형으로 결합이 안되는 것을 방지하기 위하여 요홈 또는 요철구조는 여유 공차를 고려하여 형성된다. 하지만, 상호 결합되는 세라믹(27',27")들의 일단면 또는 타단면이 이송물질의 이송 방향에 직교하는 방향으로 연장되어 있어, 마모가 발생되면 빠르게 파손되는 문제점이 있다.On the other hand, referring to FIGS. 6 and 7, conventional ceramics 27' and 27" have various concave or convex structures for coupling with ceramics 27' and 27" adjacent to one end and the other end in the longitudinal direction. is applied and interfitted. However, in order to prevent the material to be transported on the conveying path from leaking out secondarily through the groove or the concave-convex structure and to prevent the alumina ceramic from shrinking and dimensional deformation, the concave or concave-convex structure is designed with allowance tolerance in mind. is formed However, since one end surface or the other end surface of the mutually coupled ceramics 27' and 27" extends in a direction orthogonal to the transport direction of the material to be transported, there is a problem in that they are quickly damaged when abrasion occurs.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 다수의 알루미나 세라믹(27)이 원주방향으로 배열되어 링형상을 이루는 알루미나 세라믹관부(26) 및 다수의 고내마모용 탄화규소 세라믹(24)이 원주방향으로 배열되어 링형상을 이루는 복합 세라믹관부(23)의 길이방향 일단면(28)은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질의 이송되는 방향에 수직한 제1수직면(29)과, 상기 제1수직면의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되는 제1경사면(30)을 각각 구비하는 것이 바람직하다.In order to solve this problem, a plurality of alumina ceramics 27 are arranged in a circumferential direction to form a ring shape, and a plurality of alumina ceramic pipe parts 26 and a plurality of high wear-resistant silicon carbide ceramics 24 are arranged in a circumferential direction to form a ring shape. One end surface 28 in the longitudinal direction of the composite ceramic pipe part 23 forming a first vertical surface 29 perpendicular to the direction in which the material to be transported in the path is transported with a predetermined width on the outside, and a width forming the inner diameter of the first vertical surface It is preferable to each have a first inclined surface 30 connected along one side and drawn in the direction in which the material to be transported in the path is transported toward the center of the ring shape.

또한, 알루미나 세라믹관부(26) 및 복합 세라믹관부(23)의 길이방향 타단면은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질의 이송되는 방향에 수직하며 제1수직면(29)과 동일한 외경을 갖되 제1수직면(29)보다 적은 내경을 갖는 제2수직면(32)과, 상기 제2수직면(32)의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되되 상기 제1경사면(30)과 나란하며 동일한 내경을 갖는 제2경사면(33)을 각각 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the other end faces of the alumina ceramic tube part 26 and the composite ceramic tube part 23 in the longitudinal direction are perpendicular to the direction in which the material to be transported in the path is transported with a constant width on the outside and have the same outer diameter as the first vertical surface 29. The second vertical surface 32 having an inner diameter smaller than the first vertical surface 29 is connected along one side of the width constituting the inner diameter of the second vertical surface 32, and is connected to the center of the ring shape in the direction in which the material to be transported in the path is transported. It is preferable to have a second inclined surface 33 having the same inner diameter and parallel to the first inclined surface 30, respectively.

마모방지링(51)은 하우징(11)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 하우징삽입부(52)와, 하우징(11)의 내경보다 큰 외경을 갖는 외경확장부(53)를 구비한다.The anti-wear ring 51 includes a housing insertion part 52 having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the housing 11 and an outer diameter extension part 53 having an outer diameter larger than the inner diameter of the housing 11 .

마모방지링(51)은 링 형상으로 일체형된 것이 적용될 수 있으며, 타일 형태의 다수의 고내마모 탄화규소 세라믹이 원주방향으로 배열된 것이 적용될 수도 있다. 그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 커플링(161)과 결합되는 마모방지링(51)은 외경확장부(53)가 하우징(11)과 동일한 외경을 가질 수 도 있다.The wear-resistant ring 51 may be integrally formed in a ring shape, or may be applied in which a plurality of highly wear-resistant silicon carbide ceramics in a circumferential direction are arranged in a tile shape. And, as shown in FIG. 13 , the outer diameter extension part 53 of the anti-wear ring 51 coupled to the coupling 161 may have the same outer diameter as the housing 11 .

플랜지(61)는 링 형상으로 형성되되 내주면이 외직관부(15)보다 돌출되는 상기 마모방지링(51)의 외주면과 외직관부(15)의 타단측 외주면을 함께 덮도록 형성된다.The flange 61 is formed in a ring shape and is formed to cover the outer circumferential surface of the anti-wear ring 51 and the outer circumferential surface of the other end of the outer straight pipe part 15, the inner circumferential surface of which protrudes more than the outer straight pipe part 15.

그리고, 마모방지링(51)은 외직관부(15)에 대해 돌출되는 외주면 양측에 각각 돌출되는 복수의 결합돌기(54)를 구비하고, 상기 플랜지는 상기 결합돌기들이 삽입고정될 수 있는 결합홈(62)이 형성된다. 결합홈(62)은 결합돌기(54)의 삽입이 용이하게, 하우징(11)에 멀어지는 방향으로 개방된 형태일 수 있다.In addition, the anti-wear ring 51 has a plurality of coupling protrusions 54 protruding on both sides of the outer circumferential surface protruding with respect to the outer straight pipe portion 15, and the flange has a coupling groove into which the coupling protrusions can be inserted and fixed ( 62) is formed. The coupling groove 62 may be open in a direction away from the housing 11 to facilitate insertion of the coupling protrusion 54 .

결합돌기(54)와 결합홈(52)은 열경화성 접착제를 활용하여 상호 결합될 수 있다. 열경화성접착제와 경화제를 1 대 1 비율로 균일하게 혼합하여 하우징 혹은 탄화규소 세라믹에 도포하여 결합한 후, 열을 이용하여 1차 경화한 후 상온에서 추가로 경화하여 플랜지(61)와 마모방지링(51)을 상호 결합시킬 수 있다.The coupling protrusion 54 and the coupling groove 52 may be coupled to each other using a thermosetting adhesive. After uniformly mixing the thermosetting adhesive and the curing agent in a 1:1 ratio, applying them to the housing or silicon carbide ceramic and bonding them, first curing using heat and then further curing at room temperature to secure the flange 61 and the anti-wear ring 51 ) can be combined with each other.

열경화성 접착제는 사용온도 100 에서 200℃의 제품을 사용하고, 마모 발생으로 교체가 필요할 경우 해당 온도 이상의 열을 주입하여 탈부착이 용이하도록 해야 한다. 앞에서 언급한 플랜지(61)와 마모방지링(51) 결합방법에 국한되지 않으며 유사한 특성을 나타내는 접착제는 어떠한 것을 사용해도 무방하다.Thermosetting adhesives use products with operating temperatures of 100 to 200℃, and if replacement is required due to abrasion, heat above the corresponding temperature must be injected to make it easy to attach and detach. It is not limited to the method of coupling the flange 61 and the anti-wear ring 51 mentioned above, and any adhesive exhibiting similar properties may be used.

한편, 도 20 및 도 21의 종래의 스틸관의 파손 부위나 도 22의 종래의 세라믹 보강이송관의 파손부위, 도 23의 유동해석 자료를 통해 곡관부나 관 끼리의 결합되는 부분에서 마모가 집중되어 파손되는 것을 파악할 수 있다.On the other hand, through the broken parts of the conventional steel pipe of FIGS. 20 and 21, the broken part of the conventional ceramic reinforced transfer pipe of FIG. 22, and the flow analysis data of FIG. damage can be detected.

본 발명의 일 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관(10)은 이송물질에 의한 마모 집중여부에 따라 고내마모 탄화규소 세라믹(24)와 알루미나 세라믹(27)을 분배한 복합 세라믹구조가 적용되어 경제적이면서 내마모성능 및 내부식성이 향상되고 나아가 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to an embodiment of the present invention, the composite ceramic tube 10 for transfer of a thermal power plant has a composite ceramic structure in which highly wear-resistant silicon carbide ceramics 24 and alumina ceramics 27 are distributed according to the concentration of abrasion caused by transported materials. It is applied economically, and has the advantage of improving wear resistance and corrosion resistance, and further improving durability.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관(10)은 다른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(10)과 마주하는 단부에 고내마모 탄화규소 세라믹이 적용되어 이송경로 상에 내마모성능을 증대시켜 파손을 방지하며 외부 유출방지효율이 향상될 수 있어 수명이 증대되고 나아가서는 안전사고가 방지될 수 있다.In addition, the composite ceramic tube 10 for transport of thermal power plants according to an embodiment of the present invention is applied to the end facing the composite ceramic tube 10 for transport of other thermal power plants, and high wear-resistant silicon carbide ceramic is applied to the transport path. It can prevent breakage by increasing the wear resistance and improve the efficiency of preventing leakage to the outside, so the lifespan is increased and safety accidents can be prevented.

한편, 도 8에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(110)이 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 설명한다.Meanwhile, FIG. 8 shows a composite ceramic tube 110 for transportation of a thermal power plant according to a second embodiment of the present invention. Elements having the same functions as in the drawings shown above will be described with the same reference numerals.

화력발전소의 이송용 복합세라믹관(110)은 금속소재로 형성된 외관(111)과, 세라믹 소재로 형성된 내관(121), 외관(11)의 내주면에 도포되는 세라믹 접착제(41)와, 복수의 마모방지링(51)과, 복수의 커플링(161)을 구비한다.The composite ceramic pipe 110 for transportation of a thermal power plant includes an exterior 111 formed of a metal material, an inner tube 121 formed of a ceramic material, a ceramic adhesive 41 applied to the inner circumferential surface of the exterior 11, and a plurality of wear A prevention ring 51 and a plurality of couplings 161 are provided.

도시된 바와 다르게, 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(110)은 커플링(161) 대신 본 발명의 제1 실시예에 따른 플랜지(61)가 적용될 수도 있다.Unlike the illustration, the flange 61 according to the first embodiment of the present invention may be applied to the composite ceramic pipe 110 for transportation of a thermal power plant instead of the coupling 161 .

외관(111)은 내부의 유로가 길이방향을 따라 굴곡지게 형성된 외곡관부(112)와, 외곡관부(112)의 양단에 각 일단이 연결되며 직선상으로 연장된 제1 및 제2외직관부(115,117)를 구비한다.The exterior 111 has an outer bend pipe portion 112 in which an internal flow path is formed to be bent along the longitudinal direction, and first and second outer straight pipe portions 115 and 117 having one end connected to both ends of the outer bend pipe portion 112 and extending in a straight line. ) is provided.

외곡관부(112)는 길이방향 중심에 대해 폭 방향 일측보다 타측이 짧게 길이연장되어 양단부가 폭 방향 일측에서 타측으로 갈수록 상호 인접한 복수의 단위 외직관부(113)가 상호 연속배열되어 형성된다.The outer bend pipe part 112 extends shorter on the other side than one side in the width direction with respect to the center in the longitudinal direction, and a plurality of unit outer straight pipe parts 113 adjacent to each other as both ends go from one side in the width direction to the other side are formed by mutually continuously arranging.

제1외직관부(115)는 길이방향에 직교하는 길이방향 일단면에 대해 길이방향 타단면이 폭 방향 일측에서 타측으로 갈수록 인접한 형태로 형성되며, 길이방향 타단면이 단위외직관부(113)와 접한다.The first outer straight pipe portion 115 is formed in a form in which the other end surface in the longitudinal direction is adjacent to one end surface in the longitudinal direction perpendicular to the longitudinal direction from one side in the width direction to the other side, and the other end surface in the longitudinal direction is in contact with the unit outer straight pipe portion 113 .

제2외직관부(117)는 길이방향에 직교하는 길이방향 타단면에 대해 길이방향 일단면이 폭 방향 일측에서 타측으로 갈수록 인접한 형태로 형성되며, 길이방향 일단면이 단위외직관부(113)와 접한다.The second outer straight pipe portion 117 is formed so that one end surface in the longitudinal direction is adjacent to the other end surface in the longitudinal direction orthogonal to the longitudinal direction from one side in the width direction to the other side, and one end surface in the longitudinal direction is in contact with the unit outer straight pipe portion 113 .

내관(121)은 이송물질이 유입되는 제1외직관부(115)의 내주면에 부착되는 제1내직관부(125)와, 이송물질이 배출되는 제2외직관부(117)의 내주면에 부착되는 제2내직관부(131)와, 외곡관부(112)의 내주면에 부착되어 제1내직관부(125)와 제2내직관부(131)를 연결하는 내곡관부(136)를 구비한다.The inner pipe 121 is attached to the inner circumferential surface of the first inner straight pipe part 125 attached to the inner circumferential surface of the first outer straight pipe part 115 into which the conveyed material flows and the second outer straight pipe part 117 into which the conveyed material is discharged. A second inner straight pipe part 131 and an inner bend pipe part 136 attached to the inner circumferential surface of the bend pipe part 112 to connect the first inner straight pipe part 125 and the second inner straight pipe part 131 are provided.

제1 내직관부(125)는 도 8을 참고하면, 제1외직관부(115)의 내주면에 원주방향으로 분할된 다수의 알루미나 세라믹(127)이 링 형상을 이루도록 부착되어 형성되는 다수의 알루미나 세라믹관부(126,126')가 제1외직관부(115)의 길이방향을 따라 연속 배열되어 형성되되, 이송물질이 유입되는 방향 일단이 제1외직관부(115)의 일단보다 내측으로 단턱지게 인입되게 형성된다. Referring to FIG. 8 , the first inner straight pipe part 125 is formed by attaching a plurality of alumina ceramics 127 divided in the circumferential direction to the inner circumferential surface of the first outer straight pipe part 115 to form a ring shape. The pipe parts 126 and 126' are continuously arranged along the longitudinal direction of the first outer straight pipe part 115, and one end in the direction in which the transported material flows is formed to be stepped inward than one end of the first outer straight pipe part 115. .

제2내직관부(131)는 제2외직관부(117)의 내주면에 원주방향으로 분할된 다수의 알루미나 세라믹(133)이 링 형상을 이루도록 부착되어 형성되며 마모방지링(51)과 접하는 알루미나 세라믹관부(132)와, 각각 분할된 다수의 알루미나 세라믹(133)과 다수의 고내마모 탄화규소 세라믹(135)이 링 형상을 이루도록 부착되어 형성되며 내곡관부(136)와 접하는 복합세라믹관부(134)를 구비한다.The second inner straight pipe part 131 is formed by attaching a plurality of alumina ceramics 133 divided in the circumferential direction to the inner circumferential surface of the second outer straight pipe part 117 to form a ring shape, and is in contact with the abrasion prevention ring 51. The composite ceramic pipe part 134, which is formed by attaching the pipe part 132, a plurality of alumina ceramics 133 divided respectively, and a plurality of highly wear-resistant silicon carbide ceramics 135 to form a ring shape, and is in contact with the bent pipe part 136 provide

제2내직관부(131)의 복합세라믹관부(134)는 내곡관부(136)에서 이송된 이송물질이 부딪히는 폭 방향 일측에 다수의 고내마모 탄화규소 세라믹(135)이 부착된다.In the composite ceramic pipe part 134 of the second inner straight pipe part 131, a plurality of highly wear-resistant silicon carbide ceramics 135 are attached to one side in the width direction where the materials conveyed from the inner bend pipe part 136 collide.

내곡관부(136)는 길이방향 중심에 대해 폭 방향 일측보다 타측이 짧게 길이연장되어 양단부가 폭 방향 일측에서 타측으로 갈수록 상호 인접한 복수의 단위 내직관부(137)가 상호 연속배열되어 형성된다.The inner bend pipe part 136 extends shorter on the other side than one side in the width direction with respect to the center in the longitudinal direction, and a plurality of unit inner straight pipe parts 137 adjacent to each other as both ends go from one side in the width direction to the other side are formed by mutually continuously arranging.

단위 내직관부(137)는 제1내직관부(125) 또는 다른 단위내직관부(137)와 접하는 길이방향 일측에 하나의 복합세라믹관부(138)와, 복합세라믹관부(138)에서 이송물질 흐름 방향으로 연속배열되는 다수의 알루미나세라믹관부(140)를 구비한다.The unit inner straight pipe part 137 has one composite ceramic pipe part 138 on one side in the longitudinal direction in contact with the first inner straight pipe part 125 or the other unit inner straight pipe part 137, and the transported material in the composite ceramic pipe part 138 It has a plurality of alumina ceramic tube parts 140 continuously arranged in the flow direction.

단위 내직관부(137)의 복합세라믹관부(138)는 단위외직관부(113)의 내주면에 다수의 알루미나 세라믹(141)과 다수의 고내마모 탄화규소 세라믹(139)이 링 형상을 이루도록 부착되어 형성된다. 다수의 고내마모 탄화규소 세라믹(139)은 이송된 이송물질이 부딪히는 단위 내직관부(137)의 폭 방향 일측에 부착된다.The composite ceramic pipe part 138 of the unit inner straight pipe part 137 is formed by attaching a plurality of alumina ceramics 141 and a plurality of highly wear-resistant silicon carbide ceramics 139 to the inner circumferential surface of the unit outer straight pipe part 113 to form a ring shape. do. A plurality of highly wear-resistant silicon carbide ceramics 139 are attached to one side in the width direction of the unit inner straight pipe 137 against which the conveyed material collides.

단위 내직관부(137)의 알루미나세라믹관부(140)는 단위외직관부(113)의 내주면에 원주방향으로 분할된 다수의 알루미나 세라믹(141)이 링 형상을 이루도록 부착되어 형성된다.The alumina ceramic pipe part 140 of the unit inner straight pipe part 137 is formed by attaching a plurality of alumina ceramics 141 divided in the circumferential direction to the inner circumferential surface of the unit outer straight pipe part 113 to form a ring shape.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(110)은 미분탄이 이송되는 이송경로(100)에 설치되는 것이 바람직하며, 이송물질의 충돌이 집충되는 측에 고내마모 탄화규소 세라믹(139)을 적용하고 이송물질의 충돌이 상대적으로 적은 측에는 알루미나 세라믹을 적용하여 내구성 및 경제성을 함께 확보할 수 있다. The composite ceramic pipe 110 for transportation of a thermal power plant according to the second embodiment of the present invention having the above structure is preferably installed in the transportation path 100 through which pulverized coal is transported, and the collision of the transported material is collected. Durability and economy can be secured together by applying highly wear-resistant silicon carbide ceramic 139 to the side and applying alumina ceramic to the side where the collision of the transported material is relatively small.

한편, 도 9에는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(210)이 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 설명한다.Meanwhile, FIG. 9 shows a composite ceramic tube 210 for transportation of a thermal power plant according to a third embodiment of the present invention. Elements having the same functions as in the drawings shown above will be described with the same reference numerals.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(210)은 금속소재로 형성된 외관(211)과, 세라믹 소재로 형성된 내관(221), 외관(11)과 내관(221) 사이에 충진되는 탄화규소 충전제(261)와, 복수의 마모방지링(51)과, 복수의 플랜지(61)를 구비한다.The composite ceramic pipe 210 for transfer of a thermal power plant according to the third embodiment of the present invention has an outer pipe 211 formed of a metal material, an inner pipe 221 formed of a ceramic material, and between the outer pipe 11 and the inner pipe 221. It is provided with a silicon carbide filler 261 filled in, a plurality of anti-wear rings 51, and a plurality of flanges 61.

외관(211)은 내부의 유로가 길이방향을 따라 굴곡지게 형성된 외곡관부(212)와, 외곡관부(212)의 양단에 각 일단이 연결되며 직선상으로 연장된 복수의 외직관부(215)를 구비한다. 외관(211)은 후술되는 탄화규소 충전체(261) 주입을 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 외관(11)보다 큰 내외경을 갖는다.The exterior 211 is provided with an outer bend pipe part 212 in which an internal flow path is formed to be curved along the longitudinal direction, and a plurality of outer straight pipe parts 215 having one end connected to both ends of the outer bend pipe part 212 and extending in a straight line. do. The exterior 211 has a larger inner and outer diameter than the exterior 11 according to an embodiment of the present invention for injecting the silicon carbide filler 261 to be described later.

내관(221)은 각 상기 외직관부의 내주면에 부착되며 알루미나 세라믹으로 형성되는 복수의 내직관부(225)와, 외곡관부(12)의 내주면에 부착되되 내직관부(225)보다 내마모도가 높은 본 발명의 고내마모 탄화규소 세라믹으로 형성된 내곡관부(222)를 구비한다.The inner pipe 221 is attached to the inner circumferential surface of each of the outer straight pipe parts and is attached to the inner circumferential surface of a plurality of inner straight pipe parts 225 formed of alumina ceramic and the outer bend pipe part 12, but has a higher wear resistance than the inner straight pipe part 225. It has a bendable tube portion 222 formed of the highly wear-resistant silicon carbide ceramic of the present invention.

내직관부(225)는 링 형상의 하나의 알루미나 세라믹(227)으로 이루어진 다수의 알루미나 세라믹관부가 외직관부(15)의 길이방향을 따라 연속 배열되어형성된다.The inner straight pipe part 225 is formed by continuously arranging a plurality of alumina ceramic pipe parts made of one ring-shaped alumina ceramic 227 along the longitudinal direction of the outer straight pipe part 15.

내곡관부(222)는 알루미나 세라믹(227)보다 내마모성능이 높은 링 형태의 하나의 고내마모 탄화규소 세라믹(224)으로 이루어진 다수의 복합 세라믹관부가 외곡관부(12)의 곡률 연장방향을 따라 연속 배열된다. 고내마모 탄화규소 세라믹(224)은 알루미나 세라믹(227)보다 이송물질 이송방향으로 길게 연장될 수 있다.In the curved tube part 222, a plurality of composite ceramic tube parts made of one ring-shaped highly wear-resistant silicon carbide ceramic 224 having higher wear resistance than the alumina ceramic 227 are continuously arranged along the curvature extension direction of the curved tube part 12. . The highly wear-resistant silicon carbide ceramic 224 may extend longer in the conveying direction than the alumina ceramic 227 .

링 형상의 알루미나 세라믹(227) 및 링 형상의 고내마모용 탄화규소 세라믹(222)의 길이방향 일단면(223,228)은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질의 이송되는 방향에 수직한 제1수직면(223a,228a)과, 상기 제1수직면(223a,228a)의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되는 제1경사면(223b,228b)을 각각 구비한다. The longitudinal end surfaces 223 and 228 of the ring-shaped alumina ceramic 227 and the ring-shaped silicon carbide ceramic 222 for high wear resistance have a predetermined width on the outer side and a first vertical surface perpendicular to the direction in which the material to be transported in the path is transported. (223a, 228a) and the first inclined surface (223b) connected along one side of the width constituting the inner diameter of the first vertical surfaces (223a, 228a) and retracted in the direction in which the materials to be transported in the path are transported toward the center of the ring shape, 228b), respectively.

또한, 링 형상의 알루미나 세라믹(227) 및 링 형상의 고내마모용 탄화규소 세라믹(222)의 길이방향 타단면(226,229)은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질의 이송되는 방향에 수직하며 제1수직면(223a,228a)과 동일한 외경을 갖되 제1수직면(223a,228a)보다 적은 내경을 갖는 제2수직면(226a,229a)과, 상기 제2수직면(226a,229a)의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되되 상기 제1경사면(223b,228b)과 나란하며 동일한 내경을 갖는 제2경사면(226b,229b)을 각각 구비한다.In addition, the other end surfaces 226 and 229 in the longitudinal direction of the ring-shaped alumina ceramic 227 and the ring-shaped silicon carbide ceramic 222 for high wear resistance are perpendicular to the direction in which the material to be transported in the path is transported with a constant width on the outside, and Second vertical surfaces 226a and 229a having the same outer diameter as the first vertical surfaces 223a and 228a but having a smaller inner diameter than the first vertical surfaces 223a and 228a, and one side of the width forming the inner diameter of the second vertical surfaces 226a and 229a. It is connected along and formed in the direction in which the transported material is transported in the path toward the center of the ring shape, and is parallel to the first inclined surfaces 223b and 228b and has second inclined surfaces 226b and 229b having the same inner diameter, respectively. .

탄화규소 충전제(261)는 종래의 시멘트의 주성분에서 화력발전소 이송관의 성능 및 강도 저하를 유발할 수 있는 칼슘 옥사이드(CaO), 이산화규소(SiO2), 마그네슘 옥사이드(MgO), 산화철(Fe2O3)의 함량을 최소화하고, 내마모성능 향상을 위하여 주 재질을 탄화규소(SiC)로 변경한 것으로서, 탄화규소(SiC) 20 내지 90 중량%, 알루미나(Al2O3) 10 내지 60 중량%, 칼슘 옥사이드(CaO) 3.5중량% 이하, 이산화규소(SiO2) 5 중량% 이하, 탄소(C) 10 중량부% 이하, 산화철 2 중량% 이하로 첨가된 조성물 100 중량부 기준 물(H2O) 5 내지 15 중량부를 기계식 교반기를 이용하여 혼합되어 낮은 점도의 슬러리로 제조하여 형성될 수 있다.The silicon carbide filler 261 is calcium oxide (CaO), silicon dioxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), iron oxide (Fe 2 O 3 ) to minimize the content and to improve wear resistance, the main material is changed to silicon carbide (SiC), 20 to 90% by weight of silicon carbide (SiC), 10 to 60% by weight of alumina (Al 2 O 3 ), Calcium oxide (CaO) 3.5 wt% or less, silicon dioxide (SiO 2 ) 5 wt% or less, carbon (C) 10 wt% or less, iron oxide 2 wt% or less based on 100 parts by weight of water (H 2 O) 5 to 15 parts by weight may be mixed using a mechanical stirrer to prepare a low viscosity slurry.

탄화규소 충전제(261)를 외관(11)과 내관(221) 사이에 적용하기 위해서는, 수축이 적고 내외부 크랙이 발생하지 않으며, 내마모성능이 우수하도록 기계식 교반기를 활용하여 낮은 점도 상태의 혼합조성물을 빠르게 조성하고, 경화 시간 10분 내지 20분 이내로 주입 작업을 완료한 후, 최소 7일 이상 건조하여야 한다. In order to apply the silicon carbide filler 261 between the outer tube 11 and the inner tube 221, a mechanical stirrer is used to quickly prepare a mixed composition in a low viscosity state so that shrinkage is small, internal and external cracks do not occur, and abrasion resistance is excellent. and, after completing the injection operation within 10 to 20 minutes of curing time, it should be dried for at least 7 days.

외관(11)에 링 형상의 고내마모 탄화규소 세라믹(222)과 알루미나 세라믹(227)이 동심을 이루도록 고정하기 위하여, 도 18에 도시된 내관 중앙정립장치(600)를 이용할 수 있다.In order to fix the ring-shaped highly wear-resistant silicon carbide ceramic 222 and the alumina ceramic 227 concentrically to the outer tube 11, an inner tube centering device 600 shown in FIG. 18 may be used.

내관 중앙정립장치(600)는 외관(11)을 고정하는 외관고정부(610)와, 링 형상의 고내마모 탄화규소 세라믹(222)과 알루미나 세라믹(227)을 고정하는 내관고정부(640)와, 구동부(650)를 구비한다.The inner pipe centralizing device 600 includes an outer pipe fixing part 610 for fixing the outer pipe 11, an inner pipe fixing part 640 for fixing the ring-shaped highly wear-resistant silicon carbide ceramic 222 and alumina ceramic 227, , a driving unit 650 is provided.

외관고정부(610)는 중심에서부터 상하 좌우로 방사상으로 연장된 다수의 슬라이딩 이동지지바(612)를 포함하는 베이스(611)와, 이동지지바(612)에 직교하게 수평방향으로 길이연장되어 상호 나란하며, 이동지지바(612)에 길이방향을 따라 관통형성된 가이드공(613)을 따라 이동가능하게 가이드공(613)을 관통하는 다수의 외관지지바(615)를 구비한다.The exterior fixing part 610 extends in the horizontal direction orthogonally to the base 611 including a plurality of sliding moving support bars 612 extending radially from the center in up, down, left and right directions, and the moving support bar 612 to mutually extend each other. Side by side, it is provided with a plurality of external support bars 615 penetrating the guide hole 613 to be movable along the guide hole 613 formed through the movable support bar 612 along the longitudinal direction.

내관고정부(640)는 내관 중앙정립장치(600)의 베이스(611)와 동심을 이루도록 장착되며 베이스(611)에 멀어질 수록 외경이 감소되는 원기둥 형상으로 형성된다.The inner tube fixing part 640 is mounted concentrically with the base 611 of the inner tube centering device 600 and is formed in a cylindrical shape with an outer diameter decreasing as it moves away from the base 611.

내관고정부(640)는 외관(11)의 직경에 따라 베이스(611)의 중심측과의 이격거리가 늘어나거나 좁아지게 외관지지바(615)의 이동시 간섭되지않도록, 외관지지바(615)와 마주하는 외측면은 중심축 방향으로 오목하게 인입형성된 간섭 방지홈(641)을 구비한다.The inner tube fixing part 640 increases or narrows the separation distance from the center side of the base 611 according to the diameter of the exterior 11 so as not to interfere with the movement of the exterior support bar 615, and the exterior support bar 615 The facing outer surface has an anti-interference groove 641 formed concavely drawn in the direction of the central axis.

외관(11)은 베이스(611)의 중심에 대해 방사 방향으로 상호 이격거리가 멀어지거나 인접하게 이동가능한 외관지지바(615)들에 외주면이 접하여 고정되고, 내관(221)은 내관고정부(640)가 일부 삽입되어 외관(11)의 내주면에 대해 외주면이 일정간격을 이루도록 고정된다.The outer circumferential surface of the exterior 11 is fixed in contact with exterior support bars 615 that are spaced apart from each other in the radial direction with respect to the center of the base 611 or are movable adjacent to each other, and the inner tube 221 is the inner tube fixing part 640. ) Is partially inserted and fixed so that the outer circumferential surface is spaced apart from the inner circumferential surface of the exterior 11.

탄화규소 충전제(261)는 내관 중앙정립장치(600)에 외관(11)과 내관(221)의 각 일단측이 고정된 상태에서 외관(11)의 타단과 내관(221)의 타단 사이로 투입된다.The silicon carbide filler 261 is injected between the other end of the outer tube 11 and the other end of the inner tube 221 in a state where one end of the outer tube 11 and the inner tube 221 are fixed to the inner tube centering device 600.

구동부(650)는 각 이동지지바에 나란하게 베이스(611)에 멀어지는 방향으로 각각 연장되며 길이신축에 따라 외관지지바(615)를 이동지지바(612)의 길이방향으로 이동시키는 복수의 지지바 구동실린더(651)를 구비한다.The driving unit 650 extends in a direction away from the base 611 in parallel with each moving support bar and drives a plurality of support bars for moving the outer support bar 615 in the longitudinal direction of the moving support bar 612 according to length expansion and contraction. Cylinder 651 is provided.

그리고, 내관 중앙정립장치(600)는 도시되지는 않았으나, 복수의 지지바 구동실린더(651)의 실린더본체(652)를 지지하기 위한 프레임과, 구동실린더(651)에 유체를 펌핑하거나 회수하는 유압펌프와, 유압펌프와 연결되며 유체가 저장되는 유체저장탱크와, 유압펌프에서 구동실린더(651)의 실린더본체(652)의 길이방향 양측으로 연장된 복수의 유체공급관과, 복수의 유체공급관을 개폐하여 유체공급방향을 제어하는 컨트롤밸브와, 유압펌프와 컨트롤밸브의 구종을 제어하는 적어도 하나 이상의 버튼을 구비한다.In addition, although not shown, the inner tube centering device 600 is a frame for supporting the cylinder body 652 of the plurality of support bar drive cylinders 651 and hydraulic pressure for pumping or recovering fluid to the drive cylinder 651. A pump, a fluid storage tank connected to the hydraulic pump and storing fluid, a plurality of fluid supply pipes extending from the hydraulic pump to both sides of the cylinder body 652 of the drive cylinder 651 in the longitudinal direction, and opening and closing the plurality of fluid supply pipes. and a control valve for controlling the fluid supply direction, and at least one button for controlling the operation of the hydraulic pump and the control valve.

실린더본체(652)에 진퇴하는 피스톤로드(653)의 단부는 가이드공(613)을 관통한 외관지지바(615)와 연결된다.The end of the piston rod 653 advancing and retreating to the cylinder body 652 is connected to the outer support bar 615 passing through the guide hole 613.

본 발명의 제 3 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관(210)은 링 타입의 내관(221)을 내관 중앙정립장치(600)를 통하여 외관(11)과 동심을 이루어 외관의 내주면에 일정간격 이격고정된 후, 내관과 외관 사이로 충전되는 탄화규소 충전제(261)를 통해 외관에 고정되므로, 구조적인 취약부 발생이 방지됨으로써 내구성이 더욱 향상될 수 있다.In the composite ceramic pipe 210 for transfer of a thermal power plant according to the third embodiment of the present invention, a ring-type inner pipe 221 is formed concentric with the outer pipe 11 through the inner pipe centralizing device 600 to form an inner circumferential surface of the outer pipe. After being fixed at regular intervals, it is fixed to the exterior through the silicon carbide filler 261 filled between the inner tube and the exterior, so that structural weakness can be prevented and durability can be further improved.

한편, 도 19에 도시된 봐 같이, 다른 구조의 내관 중앙정립장치(700)가 적용될 수도 있다. 내관 중앙정립장치(700)는 외관고정부(710)와, 내관 고정부(740)와, 실린더 구동부를 구비한다.On the other hand, as shown in FIG. 19, an internal tube centering device 700 having a different structure may be applied. The inner pipe centering device 700 includes an outer pipe fixing part 710, an inner pipe fixing part 740, and a cylinder driving part.

외관고정부(710)는 중심에서부터 상하 좌우로 방사상으로 연장된 다수의 실린더지지바(712)를 포함하는 베이스(711)와, 각 실린더지지바(712)에 나란하게 장착되되 피스톤로드(753)가 베이스(711)의 중심을 향하도록 장착되는 다수의 실린더(751)와, 실린더지지바(712)에 직교하게 수평방향으로 길이연장되어 상호 나란하게 각 피스톤로드(753)의 단부에 장착되는 외관지지바(715)를 구비한다.The exterior fixing part 710 is mounted side by side on a base 711 including a plurality of cylinder support bars 712 radially extending vertically and horizontally from the center, and each cylinder support bar 712, but the piston rod 753 A plurality of cylinders 751 mounted so as to face the center of the base 711, and extending in a horizontal direction perpendicular to the cylinder support bar 712, and are parallel to each other and mounted on the end of each piston rod 753. A support bar 715 is provided.

내관고정부(740)는 베이스(711)와 동심을 이루도록 장착되며 베이스(711)에 멀어질 수록 외경이 감소되는 원기둥 형상으로 형성된다. 도시되지는 않았으나, 내관고정부(740)는 외관지지바(715)와 마주하는 외측면은 중심축 방향으로 오목하게 인입형성된 간섭 방지홈이 형성될 수 있다.The inner tube fixing part 740 is mounted concentrically with the base 711 and is formed in a cylindrical shape whose outer diameter decreases as it moves away from the base 711 . Although not shown, the outer surface of the inner pipe fixing part 740 facing the outer support bar 715 may be formed with an anti-interference groove formed concavely drawn in the direction of the central axis.

실린더 구동부는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 실린더(751)에 유체를 펌핑하기 위한 유압펌프와, 유체가 저장되는 유체저장탱크와, 유압펌프에서 실린더(751)의 실린더본체(752)의 길이방향 양측으로 연장된 복수의 유체공급관(755,756)과, 복수의 유체공급관을 개폐하는 컨트롤밸브와, 유압펌프와 컨트롤밸브의 구동을 제어하는 적어도 하나 이상의 버튼을 구비할 수 있다.Although the cylinder drive unit is not specifically shown, a hydraulic pump for pumping fluid to the cylinder 751, a fluid storage tank for storing the fluid, and both sides of the cylinder body 752 of the cylinder 751 in the longitudinal direction of the hydraulic pump A plurality of fluid supply pipes 755 and 756 extending to, a control valve for opening and closing the plurality of fluid supply pipes, and at least one button for controlling operation of the hydraulic pump and the control valve may be provided.

도시되지는 않았으나, 종래에는 외관(11)과 내관(211) 사이에 막대나 블럭 형상의 끼움부재를 작업자가 원주방향으로 소정 간격마다 끼워 넣어 내관의 외관 내에서 중앙에 위치되도록 수동 조절하였는데, 이러한 방법은 내관과 외관 사이의 간격이 균일하도록 하는데 어려움이 있었다. Although not shown, conventionally, a bar or block-shaped fitting member is inserted between the outer tube 11 and the inner tube 211 at predetermined intervals in the circumferential direction and manually adjusted so as to be centered within the outer tube of the inner tube. The method had difficulty in making the interval between the inner tube and the outer tube uniform.

본 발명에 따른 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관(210)의 외관(11) 내에 수용되는 내관(211)이 중앙정립장치(600,700)에 의해 외관(11)과 자동으로 동심을 이루며 고정되므로, 작업효율이 향상될 수 있고 탄화규소 충전제(261)가 외관(11)과 내관(211) 사이에 균일하게 투입될 수 있다.Since the inner tube 211 accommodated in the exterior 11 of the composite ceramic tube 210 for transfer of a thermal power plant according to the present invention is automatically concentrically fixed with the exterior 11 by the central aligning device 600,700, the operation Efficiency can be improved and the silicon carbide filler 261 can be uniformly injected between the outer tube 11 and the inner tube 211 .

한편, 도 10은 본 발명의 제4실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(310)에 대한 단면도이다.Meanwhile, FIG. 10 is a cross-sectional view of a composite ceramic tube 310 for transfer of a thermal power plant according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제4실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(310)은 금속소재로 형성된 외관(311)과, 세라믹 소재로 형성된 내관(321), 세라믹 접착제(41)와, 탄화규소 충진제(261)와, 복수의 마모방지링(51)과, 복수의 플랜지(61)를 구비한다.A composite ceramic pipe 310 for transportation of a thermal power plant according to a fourth embodiment of the present invention includes an outer pipe 311 formed of a metal material, an inner pipe 321 formed of a ceramic material, a ceramic adhesive 41, and a silicon carbide filler. (261), a plurality of anti-wear rings (51), and a plurality of flanges (61).

외관(311)은 내부의 유로가 길이방향을 따라 굴곡지게 형성된 외곡관부(212)와, 외곡관부(212)의 양단에 각 일단이 연결되며 직선상으로 연장된 복수의 외직관부(15)를 구비한다.The exterior 311 is provided with an outer bend pipe part 212 in which an internal flow path is formed to be curved along the longitudinal direction, and a plurality of outer straight pipe parts 15 having one end connected to both ends of the outer bend pipe part 212 and extending in a straight line. do.

외관(211)은 내부의 유로가 길이방향을 따라 굴곡지게 형성된 외곡관부(212)와, 외곡관부(212)의 양단에 각 일단이 연결되며 직선상으로 연장된 복수의 외직관부(15)를 구비한다. 외직관부(15)는 외곡관부(212)보다 작은 내외경을 갖는다.The exterior 211 is provided with an outer bend pipe portion 212 in which an internal flow path is formed to be curved along the longitudinal direction, and a plurality of outer straight pipe portions 15 having one end connected to both ends of the outer bend pipe portion 212 and extending in a straight line. do. The outer straight pipe portion 15 has a smaller inner and outer diameter than the outer bend pipe portion 212 .

내관(321)은 각 상기 외직관부(15)의 내주면에 부착되며 알루미나 세라믹으로 형성되는 복수의 내직관부(25)와, 외곡관부(212)의 내주면에 부착되되 내직관부(225)보다 내마모도가 높은 본 발명의 고내마모 탄화규소 세라믹으로 형성된 내곡관부(222)를 구비한다.The inner pipe 321 is attached to the inner circumferential surface of each of the outer straight pipe parts 15 and is attached to the inner circumferential surface of the plurality of inner straight pipe parts 25 formed of alumina ceramic and the outer bend pipe part 212, but has a higher wear resistance than the inner straight pipe part 225. It is provided with an indented pipe portion 222 formed of the highly wear-resistant silicon carbide ceramic of the present invention.

한편, 도 11에는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(410)가 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 11 shows a composite ceramic tube 410 for transportation of a thermal power plant according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명의 제5 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(410)은 본 발명의 제1실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(10)의 구조에 마모분산유도부(700)를 더 구비한다.The composite ceramic pipe 410 for transportation of a thermal power plant according to the fifth embodiment of the present invention is a wear distribution induction unit 700 in the structure of the composite ceramic pipe 10 for transportation of a thermal power plant according to the first embodiment of the present invention. provide more

마모분산유도부(700)는 내곡관부(22)의 내주면에 돌출형성되어 요철을 형성하여 상기 경로 내의 이송물질의 흐름 방향 전환 또는 충격을 분산시킬 수 있다.The wear distribution induction unit 700 protrudes from the inner circumferential surface of the curved tube unit 22 to form irregularities to change the flow direction of the transported material in the path or to disperse the impact.

마모분산유도부(700)는 내직관부(25)의 직경선상에 대해 내곡관부(22)의 직경선상이 내곡관부(22)의 길이 연장 방향으로 25 내지 35°를 이루는 내곡관부(22)의 내주면 측에 돌출형성된다.The wear dispersion induction unit 700 has an inner circumferential surface of the inner circumferential surface of the inner straight tube 22 forming an angle of 25 to 35° in the longitudinal extension direction of the inner bend 22 with respect to the diameter of the inner straight pipe 25. It protrudes from the side.

마모분산유도부(700)는 오랜 시간 마모집중 분산이 가능하도록 고내마모 탄화규소 세라믹이 적용되는 것이 바람직하다.It is preferable that highly wear-resistant silicon carbide ceramic is applied to the wear dispersion induction unit 700 so as to enable concentrated wear dispersion for a long time.

마모분산유도부(700)는 내곡관부(22)가 굴곡지게 길이연장되면서 오목하게 형성되는 내주면 측을 중심으로 원주방향으로 양측으로 길이연장된 호형곡률을 갖는 리브 형태로 형성된다.The wear dispersion induction unit 700 is formed in the form of a rib having an arc-shaped curvature extending to both sides in the circumferential direction centering on the inner circumferential side formed concavely while the indented pipe portion 22 extends in a curved manner.

마모분산유도부(700)는 도면을 참고하면 횡단면이 이송물질 흐름 방향으로 내곡관부(22)에 돌출된 길이가 일정하게 증가하다가 일정한 비율로 감소하는 형태로 형성되어 있으나, 도시된 바와 다르게, 내곡관부(22)에 돌출된 길이가 일정하여 내공관부(22)에 단턱지게 돌출되거나, 일정하게 증가하는 형태로 형성될 수도 있다. 마모분산유도부(700)는 내관(21)의 직경에 따라 100 내지 200mm폭으로, 내곡관부(22)의 곡률의 법선에 대해 25 내지 35°의 경사를 갖도록 돌출형성되며 내곡관부(22)에 최대 돌출길이는 7mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다. Referring to the drawing, the wear distribution induction unit 700 is formed in a cross section in which the length protruding from the bend pipe 22 in the direction of the flow of the material to be transported increases at a constant rate and then decreases at a constant rate. The protruding length of (22) may be formed in the form of a constant protrusion or a constant increase in the inner tube portion 22. The wear dispersion induction unit 700 is formed to have a width of 100 to 200 mm depending on the diameter of the inner tube 21 and has an inclination of 25 to 35 ° with respect to the normal of the curvature of the inner tube 22, and is formed on the inner tube 22 at the maximum The protruding length is preferably formed to 7 mm or less.

더욱 바람직하게 마모분산유도부(700)는 곡률방향 중심측이 내곡관부(22)의 곡률의 법선에 대해 30도의 경사를 갖도록 돌출형성될 수도 있다.More preferably, the wear dispersion induction unit 700 may be protruded so that the center side of the curvature direction has an inclination of 30 degrees with respect to the normal of the curvature of the indented pipe portion 22 .

본 발명의 제6 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(510)가 도시되어 있다.A composite ceramic tube 510 for transfer of a thermal power plant according to a sixth embodiment of the present invention is shown.

본 발명의 제6 실시 예에 따른 화력발전소의 이송용 복합세라믹관(510)은 다수의 마모분산돌기(801)를 갖는 마모분산유도부(800)를 구비한다.The composite ceramic pipe 510 for transportation of a thermal power plant according to the sixth embodiment of the present invention includes a wear distribution guide part 800 having a plurality of wear distribution protrusions 801 .

다수의 마모분산돌기(801)는 내곡관부(22)가 굴곡지게 길이연장되면서 오목하게 형성되는 내주면 측을 중심으로 원주방향 양측으로 일정간격으로 이격되게 돌출형성되는데, 내직관부(25)의 직경선상에 대해 내곡관부(22)의 길이 연장 방향으로 25° 내지 35°를 이루는 내곡관부(22)의 내주면 측의 내곡관부(22)의 직경선상에 대해 이송물질의 흐름방향의 전방측에 위치되는 제1그룹(A)과, 이송물질의 흐름방향의 후방측에 위치되는 제2그룹(B)으로 구분될 수 있다. 제1그룹(A)의 마모분산돌기는 제2그룹(B)의 마모분산돌기와 엇갈리는 위치에 돌출형성된다.A plurality of wear distributing protrusions 801 are formed to protrude at regular intervals on both sides in the circumferential direction centering on the inner peripheral surface side formed concavely while the inner curved pipe portion 22 extends in a curved length, the diameter of the inner straight pipe portion 25 Located on the front side of the flow direction of the conveyed material with respect to the diameter of the inner circumferential side of the inner circumferential side of the inner bend pipe 22 forming an angle of 25 ° to 35 ° in the longitudinal extension direction of the inner bend pipe 22 with respect to the line It can be divided into a first group (A) and a second group (B) located on the rear side of the flow direction of the transported material. The wear distributing protrusions of the first group (A) protrude from the wear distributing protrusions of the second group (B) at opposite positions.

마모분산돌기(801)는 횡단면이 이송물질 흐름 방향으로 내곡관부(22)에 돌출된 길이가 일정하게 증가하다가 일정한 비율로 감소하는 형태로 형성되어 있으나, 도시된 바와 다르게, 내곡관부(22)에 돌출된 길이가 일정하여 내공관부(22)에 단턱지게 돌출되거나, 일정하게 증가하는 형태로 형성될 수도 있다.Wear distributing protrusion 801 is formed in the form of a cross section in which the length protruding from the bend pipe 22 in the direction of the material flow is constantly increased and then decreased at a constant rate. The protruding length may be constant and protrude stepwise to the inner tube portion 22, or may be formed in a constantly increasing form.

본 발명의 제 5 및 제6 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관(410,510)은 연소시 발생하는 클링커와 크기가 크고 침상구조인 물질의 내부이송으로 파손이 심각하게 발생하는 부분에 마모분산유도부(700,800)가 구비되어 있어, 이송물질의 흐름 방향이 바뀌거나 분산되어 마모 및 파손을 방지하여 화력발전소의 수명을 증대시켜 효율적인 설비운영을 가능하게 하는 장점이 있다.The composite ceramic tubes 410 and 510 for transportation of the fifth and sixth thermal power plants of the present invention are wear dispersion induction units 700 and 800 in parts where damage is seriously damaged due to internal transportation of clinker generated during combustion and large needle-like materials. ) is provided, there is an advantage of enabling efficient facility operation by increasing the lifespan of the thermal power plant by preventing abrasion and damage due to the change or dispersion of the flow direction of the transported material.

이상에서 설명한 본 발명은 도시된 일 예를 참조하여 설명하였으나 이는 예시적인 것예 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention described above has been described with reference to the illustrated example, but this is merely an example, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the scope of true technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1 : 화력발전소
10 : 고내마모용 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합세라믹관
11 : 외관 12 : 외곡관부
15 : 외직관부 21 : 내관
22 : 내곡관부 24 : 고내마모 탄화규소세라믹
25 : 내직관부 27 : 알루미나 세라믹
41 : 접착제 51 : 마모방지링
61 : 플랜지1 : thermal power plant
10: Composite ceramic tube for transfer of thermal power plant using ceramic for high wear resistance
11: appearance 12: bent pipe part
15: outer straight pipe 21: inner pipe
22: inner bend pipe 24: highly wear-resistant silicon carbide ceramic
25: inner straight pipe 27: alumina ceramic
41: adhesive 51: anti-wear ring
61: flange

Claims (13)

화력발전소의 미분기로부터 보일러로 이어지는 경로와 상기 보일러로부터 회처리장으로 이어지는 경로 및 탈황설비로부터 슬러리 저장조로 이어지는 경로 상에 접속되는 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관에 있어서,
내부의 유로가 길이방향을 따라 굴곡지게 형성된 외곡관부와, 상기 외곡관부의 양단에 각 일단이 연결되며 직선상으로 연장된 복수의 외직관부로 이루어진 외관과;
각 상기 외직관부의 내주면에 부착되며 세라믹 소재로 형성되는 복수의 내직관부와, 상기 외곡관부의 내주면에 부착되되 일부 또는 전체가 상기 내직관부보다 내마모도가 높은 세라믹 소재로 형성된 내곡관부로 이루어진 내관과;
상기 내직관부보다 길게 연장되어 상기 내직관부에 대해 돌출되는 상기 외직관부의 타단과 상기 내직관부의 타단을 덮되 상기 내직관부와 동일한 내경을 갖는 링 형상으로 형성되며 상기 내직관부보다 내마모도가 높은 세라믹소재로 형성된 복수의 마모방지링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.On the path leading from the pulverizer of the thermal power plant to the boiler, the path leading from the boiler to the ash treatment plant, and the path leading from the desulfurization facility to the slurry storage tank In the composite ceramic tube for transporting the connected thermal power plant,
An external appearance composed of an outer bend pipe portion in which an internal flow path is formed to be bent along the longitudinal direction, and a plurality of outer straight pipe portions having one end connected to both ends of the outer bend pipe portion and extending in a straight line;
An inner tube composed of a plurality of inner straight pipe parts attached to the inner circumferential surface of each of the outer straight pipe parts and formed of a ceramic material, and an inner tube part attached to the inner circumferential surface of the outer straight pipe part and formed of a ceramic material having a higher wear resistance than the inner straight pipe part. class;
It extends longer than the inner straight pipe part and covers the other end of the outer straight pipe part and the other end of the inner straight pipe part that protrudes from the inner straight pipe part, but is formed in a ring shape having the same inner diameter as the inner straight pipe part, and has a higher wear resistance than the inner straight pipe part. A plurality of wear-resistant rings formed of high ceramic materials; a composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant using silicon carbide ceramics for high wear resistance, characterized in that it is provided. 제 1항에 있어서, 상기 내곡관부와 상기 마모방지링은
알파상 탄화규소 79.5 내지 97.5 중량%, 철 분말 0 내지 2 중량%, 금속실리콘 분말 1 내지 8 중량%, 탄소분말 1 내지 8 중량%, 페놀수지 0.5 내지 2 중량%, 소결 첨가제인 이트리아와 산화 알루미나로 이루어진 물질이 0 내지 7.5 중량%의 성분비로 구성된 조성물이 성형된 고내마모 탄화규소 세라믹으로 형성되며,
상기 고내마모 탄화규소 세라믹은
밀도가 2.65~3.24 g/cm3, 경도는 90.1 내지 95.1 HRA이며, 마모율이 0.01%이하, 수축률 0.04 내지 1.1%인 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.The method of claim 1, wherein the inner bend and the wear prevention ring
79.5 to 97.5% by weight of alpha-phase silicon carbide, 0 to 2% by weight of iron powder, 1 to 8% by weight of metal silicon powder, 1 to 8% by weight of carbon powder, 0.5 to 2% by weight of phenolic resin, yttria and oxidation as sintering additives A composition composed of a material composed of alumina in a component ratio of 0 to 7.5% by weight is formed into a highly wear-resistant silicon carbide ceramic molded,
The highly wear-resistant silicon carbide ceramic
Density is 2.65 to 3.24 g/cm 3 , hardness is 90.1 to 95.1 HRA, wear rate is 0.01% or less, and shrinkage rate is 0.04 to 1.1%. . 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 내직관부는 알루미나 세라믹 소재로 링 형상으로 형성되되, 원주방향으로 분할된 구조를 갖거나 일체로 형성되는 다수의 알루미나 세라믹관부로 이루어지며,
상기 내곡관부는 상기 알루미나 세라믹보다 강도가 높으며 링 형상으로 형성되되, 원주방향으로 분할된 구조를 갖거나 일체로 형성되는 다수의 복합 세라믹관부로 이루어지며,
상기 알루미나 세라믹관부 및 상기 복합 세라믹관부의 길이방향 일단면은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질의 이송되는 방향에 수직한 제1수직면과, 상기 제1수직면의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되는 제1경사면을 구비하고,
상기 알루미나 세라믹관부 및 상기 복합 세라믹관부의 길이방향 타단면은 외측에 일정한 폭으로 상기 경로 내의 이송물질의 이송되는 방향에 수직하며 상기 제1수직면과 동일한 외경을 갖되 상기 제1수직면보다 적은 내경을 갖는 제2수직면과, 상기 제2수직면의 내경을 이루는 폭 일측을 따라 연결되며 링 형상의 중심으로 갈수록 상기 경로 내의 이송물질 이송되는 방향으로 인입형성되되 상기 제1경사면과 나란하며 동일한 내경을 갖는 제2경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.According to claim 1,
The inner straight pipe part is formed in a ring shape with an alumina ceramic material, and consists of a plurality of alumina ceramic pipe parts having a divided structure in the circumferential direction or integrally formed,
The inner bend pipe part is formed in a ring shape having a higher strength than the alumina ceramic, and is composed of a plurality of composite ceramic pipe parts having a divided structure in the circumferential direction or integrally formed,
End surfaces in the longitudinal direction of the alumina ceramic pipe part and the composite ceramic pipe part are connected along a first vertical surface perpendicular to the direction in which the material to be transported in the path is transported at a constant width on the outside and along one side of the width forming the inner diameter of the first vertical surface. And a first inclined surface formed in the direction in which the transported material is transported in the path toward the center of the ring shape,
The other longitudinal end surfaces of the alumina ceramic pipe part and the composite ceramic pipe part have a constant width on the outside and are perpendicular to the direction in which the conveyed material is transported in the path, and have the same outer diameter as the first vertical surface but have an inner diameter smaller than that of the first vertical surface. The second vertical surface is connected along one side of the width forming the inner diameter of the second vertical surface, and is drawn in in the direction in which the material to be transported in the path is transported toward the center of the ring shape, but is parallel to the first inclined surface and has the same inner diameter. Composite ceramic tube for transfer of thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance, characterized in that it has an inclined surface. 제 1항에 있어서, 상기 내관은
상기 내곡관부의 내주면에 돌출형성되어 요철을 형성하여 상기 경로 내의 이송물질의 흐름 방향 전환 또는 충격을 분산시킬 수 있는 마모분산유도부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.The method of claim 1, wherein the inner tube
Thermal power using silicon carbide ceramics for high wear resistance, characterized in that it further comprises: a wear dispersion induction unit protruding on the inner circumferential surface of the curved pipe portion to form irregularities to change the flow direction of the transported material in the path or to disperse the impact. Composite ceramic tube for transfer in power plant. 제 6항에 있어서, 상기 마모분산유도부는
상기 내직관부의 직경선상에 대해 상기 내곡관부의 직경선상이 상기 내곡관부의 길이 연장 방향으로 25 내지 35°를 이루는 상기 내곡관부의 내주면 측에 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관. The method of claim 6, wherein the wear dispersion inducing unit
A silicon carbide ceramic for high wear resistance, characterized in that the diameter of the inner straight pipe is protruded on the inner circumferential side of the inner curved pipe forming an angle of 25 to 35 ° in the longitudinal extension direction of the inner curved pipe with respect to the diameter of the inner straight pipe. Composite ceramic tube for transporting used thermal power plant. 제 7항에 있어서, 상기 마모분산유도부는
상기 내곡관부가 굴곡지게 길이연장되면서 오목하게 형성되는 내주면 측을 중심으로 원주방향 양측으로 길이연장되거나,
다수 개가 구비되어 오목하게 형성되는 상기 내주면 측을 중심으로 원주방향 양측으로 일정간격으로 이격되게 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.The method of claim 7, wherein the wear dispersion inducing unit
The length of the inner bend is extended to both sides in the circumferential direction centering on the inner circumferential side formed concavely while the length is extended in a curved manner,
Composite ceramic tubes for transporting thermal power plants using silicon carbide ceramics for high wear resistance, characterized in that they are provided with a plurality of protrusions spaced apart at regular intervals on both sides in the circumferential direction around the inner circumference side formed concavely. 제 1항에 있어서, 상기 마모방지링은
상기 외관에 대해 돌출되게 상기 외직관부보다 큰 외경을 가지며,
링 형상으로 형성되되 내주면이 상기 외직관부보다 돌출되는 상기 마모방지링의 외주면과 상기 외직관부의 타단측 외주면을 함께 덮도록 형성되는 플랜지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.The method of claim 1, wherein the wear prevention ring
Has a larger outer diameter than the outer straight tube to protrude with respect to the exterior,
It is formed in a ring shape and further includes a flange formed to cover the outer circumferential surface of the wear-resistant ring and the outer circumferential surface of the other end of the outer straight pipe portion, the inner circumferential surface of which protrudes from the outer straight pipe portion. Composite ceramic tube for transfer of thermal power plant. 제 9항에 있어서, 상기 마모방지링은
상기 외직관부에 대해 돌출되는 외주면 양측에 각각 돌출되는 복수의 결합돌기를 구비하고,
상기 플랜지는 상기 결합돌기들이 삽입고정될 수 있는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.10. The method of claim 9, wherein the wear prevention ring
Equipped with a plurality of coupling protrusions respectively protruding on both sides of the outer circumferential surface protruding with respect to the outer straight pipe,
The flange is a composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance, characterized in that the coupling groove is formed into which the coupling protrusions can be inserted and fixed. 제 5항에 있어서,
상기 알루미나세라믹관부 또는 상기 복합 세라믹관부 일체로 형성된 링 형상으로 형성되며,
상기 알루미나세라믹관부 또는 상기 복합 세라믹관부의 외주면과 상기 외관의 내주면 사이에는 탄화규소 재질의 탄화규소 충전제가 충진되는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.According to claim 5,
It is formed in a ring shape integrally formed with the alumina ceramic tube or the composite ceramic tube,
A composite ceramic tube for transfer of a thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance, characterized in that a silicon carbide filler made of silicon carbide is filled between the outer circumferential surface of the alumina ceramic tube portion or the composite ceramic tube portion and the inner circumferential surface of the exterior. 제 11항에 있어서, 상기 탄화규소 충전제는
탄화규소 20내지 90 중량%, 알루미나 10 내지 60 중량%, 칼슘 옥사이드 3.5 중량% 이하, 이산화규소 5 중량% 이하, 탄소 10 중량% 이하, 산화철 2 중량% 이하의 성분비를 갖는 조성물 100중량부 기준 물 5 내지 15 중량부가 혼합되어 슬러지 상태로 형성된 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.12. The method of claim 11, wherein the silicon carbide filler
Water based on 100 parts by weight of a composition having a component ratio of 20 to 90% by weight of silicon carbide, 10 to 60% by weight of alumina, 3.5% by weight or less of calcium oxide, 5% by weight or less of silicon dioxide, 10% by weight or less of carbon, and 2% by weight or less of iron oxide 5 to 15 parts by weight is mixed and formed in a sludge state. Composite ceramic tube for transfer of thermal power plant using silicon carbide ceramic for high wear resistance. 제 11항에 있어서, 상기 외관은
외경에 따라 방사 방향으로 상호 이격거리가 멀어지거나 인접하게 이동가능한 내관 중앙정립장치의 다수의 외관지지바에 고정되고,
상기 내관은
다수의 상기 외관지지바의 각 일측이 슬라이딩이동가능하게 장착되며 중심으로부터 방사상으로 연장된 상기 내관 중앙정립장치의 베이스의 중심측에 장착되며 상기 베이스에 멀어질 수록 외경이 감소되는 내관고정부가 일부 삽입되어 고정되어 상기 외관의 내주면에 대해 외주면이 일정간격을 이루며,
상기 탄화규소 충전제는
상기 내관 중앙정립장치에 상기 외관과 상기 내관의 각 일단측이 고정된 상태에서 상기 외관의 타단과 상기 내관의 타단 사이로 투입되는 것을 특징으로 하는 고내마모용 탄화규소 세라믹을 이용한 화력발전소의 이송용 복합 세라믹관.

12. The method of claim 11, wherein the appearance is
It is fixed to a plurality of exterior support bars of the inner tube centering device that can be moved apart or adjacent to each other in the radial direction according to the outer diameter,
The inside view
Each one side of the plurality of exterior support bars is mounted to be able to slide, and the interior tube fixing part, which is mounted on the center side of the base of the interior tube centering device extending radially from the center and whose outer diameter decreases as it moves away from the base, is partially inserted. It is fixed so that the outer circumferential surface forms a predetermined interval with respect to the inner circumferential surface of the exterior,
The silicon carbide filler is
Composite for transportation of thermal power plants using silicon carbide ceramics for high wear resistance, characterized in that the outer tube is inserted between the other end of the outer tube and the other end of the inner tube in a state where each end of the outer tube and the inner tube is fixed to the inner tube centering device. ceramic tube.
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