KR20030089486A

KR20030089486A - 복합성분의 다층 코팅제 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR20030089486A
Application number: KR1020030031014A
Authority: KR
Inventors: 블라디미로브브라디미르세르게예비치; 이루힌미하일아나톨예비치; 모이지스세르게이에브게이예비치; 모이지스에브게니세르게예비치; 루이바코브세르게이우리예비치; 서재춘
Original assignee: 마브르코리아 주식회사; 자오 엔피케이에프 마브르
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2003-11-21
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: WO2003097559A1; RU2209193C1; KR100546555B1

Abstract

본 발명은 고속증기 가스류, 슬래그 (가스분진, 용융금속, 합금속, 슬래그, 기타 화학적으로 공격적인 물질, 부식자극물질 등으로부터 열설비를 보호하기 위한 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제 및 그 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명의 코팅제는 고온 열설비의 내화성과 내마모성등을 향상시키는 기능과 물성이 다른 3가지 복합성분으로 제조되며 다층으로 코팅되어지며, 제1층은 발열반응과 SHS 과정을 유도하는 각 초기성분에 의하여 효율적인 코팅층을 형성시키고, 각 층의 기계물리적 특성을 향상시켜 우수한 내화성을 얻기 위해 각종 구성성분을 별도의 첨가제로 사용한다. 또한 제2층에는 산화물 첨가제가 사용되고 제3층에는 용융점이 높은 즉 내화성이 우수한 산화물과 비산소 화합물이 별도로 혹은 종합적으로 적절한 성분비와 가격, 효율을 감안하여 첨가된다. 각 층은 수회에 걸쳐 코팅되는데 제1층은 가압공기분무기 혹은 높아진 압력등을 이용하여 수회에 걸쳐 코팅되고, 건조 후 복합성분의 다층을 형성하는 코팅층은 상기 기술된 사항에 따라 저온가열방식으로 가열 처리되고 SHS 과정이 시작되는 초기 단계에 보호매질로 불활성 혹은 환원매질을 사용한다. 본 발명에 의하면, 각종 열관련 설비의 내화성을 크게 향상시켜 설비의 수명을 연장시키고 화학적으로 공격적인 환경과 부식자극물질 환경하에서도 기기의 향상된 열물리적 성질을 얻을 수 있다.

Description

복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제 및 그 코팅방법{MULTI-COMPONENT PROTECTIVE-STRENGTHENING COATING AND METHOD OF ITS RECEIVING}

본 발명은 고온 내화 열설비의 내열 내화성 강화에 사용되는 코팅제 및 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 복합성분의 코팅성분을 통해 여러 코팅층을 형성하여 표면의 강화 내열 내화 특성을 향상시킨 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제 및 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명은 고온내열재 제조의 범주 즉, 다공성이 있는 내화재로 구성된 제품 등에 내화성강화를 목적으로 사용되는 코팅제의 코팅기술 범주에 해당되며 열에너지, 야금공업, 석유화학공업, 우주항공산업, 화학산업 등의 각 산업분야에서 고온내화열설비의 개발에도 적절히 이용될 수 있다.

열설비의 내측에 코팅되어 내열 내화성을 향상시키기 위한 공지된 기술에는 산화세라믹, 알루미늄, 액화유리수용액을 함유한 발열 성분류를 표면에 코팅해 자확산(自擴散) 고온합성(Self-Propagating High-Temperature Synthesis ; 이하 SHS라 함)이 시작되는 온도에서 대상소재가 건조되고 가열되는 방법이 있다(러시아연방 특허 No. 2049763. 1992. 1. 23.).

그러나, 위 기술은 내열성과 단열성이 우수하지 못하며 가벼운 소재의 표면층 강화효과와 코팅층의 기공도가 낮다는 등의 단점이 있다.

다른 유사공지기술에는 세라믹알루미늄 성분을 함유시켜 액화유리 수용액을 이용해 몰탈액을 단단하게 만드는 발열합성기술을 이용한 표면강화 코팅 기술이 있으며 (러시아연방 특허 No. 2049763, 1996. 9. 29.), 이 기술의 우수한 내열특성은 코팅된 몰탈 성분의 산화가 크롬함유 화합물(크롬산화물)이 칼륨 테트라프토르붕소 물질과 결합되기 때문이다.

그러나, 기초성분의 가격이 고가인 구하기 어려운 소재로 다소 맹독성도 있어 최종 얻어진 소재의 가격이 높아지며 제조와 사용과정에서 환경적으로 유해물질의 형성 우려가 있는 단점이 있다.

다른 공지기술에는 제조과정에서 물리트(내화재의 일종)성분을 이용하는 방법이 있으며(러시아연방 특허 No.2101263, 1998. 1. 10.), 이 방법에서 단열재는 합성 물리트 성분을 60~72% 함유하고 있어 나머지 성분은 원자구성이 자유로운 규소(탄화규소)와 강옥(AL₂0₃)이다. 본 기술의 경우 초기 몰탈은 이산화규소와 알루미늄으로 몰탈제조 시 액화유리수용액이 사용된다. 최종 몰탈액에 탄화규소도 첨가된다. 최종 얻어진 코팅용 물질은 SHS 반응의 유도를 위해 화로에서 가열된다.

그러나, 위 방법에 사용되는 탄화규소는 고가이며, 물리트 소재로 인해 내마모성은 향상된다 해도 탁월할 정도로 우수해지지는 않으며, 경우에 따라서는 탄화규소가 용융된 금속이나 공격적인 물성의 수용액과 잘 반응하지 않기 때문에 기타의 다른 특성들은 저하되는 단점이 있다.

결과적으로 용융된 금속이 코팅할 때에 소재 표면에 달라붙는 결함이 발생해 단열성을 향상시키는 최종 효과는 미약하다.

마지막 유사 공지기술은 산화규소와 발열성분은 함유하는 성분의 전형적인 코팅제 제조 및 시공방법이 있으며, 이 방법은 몰탈 형성을 위한 점결제로 액화유리수용액이 사용되고 열설비 내피에 코팅 시공되어 SHS 과정이 시작되는 온도까지 건조 및 가열되며(러시아연방 특허 No. 2137733, 1999. 9. 2.), 코팅성분의 특성 강화를 위해 점토, 무정형 붕소, 칼륨 테트라프토르붕소 등 별도로 혹은 종합적으로 추가 함유되기도 한다.

그러나, 위 기술은 단층으로 형성되는 코팅층은 상대적으로 기공도가 높아지고 단열성분의 코팅층 두께가 얇아져 수명이 짧다. 따라서 결과적으로 상대적 점성이 크게 약화된 코팅층은 오랜 사용기간 동안 제 구실을 충분히 하지 못해 내마모도가 저하되고 우수한 코팅효과를 얻을 수 없다. 또한 몰탈성분중에 고가의 무정형 붕소, 칼륨 테트라프토르붕소가 추가적으로 첨가되어 비유기성 용융물질과 화학적으로 공격적인 성분들에 대한 내성이 약해 충분한 코팅효과를 얻을 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 코팅층을 다층으로 하여 화학적으로 공격적인 성분들과 산성 몰탈, 활성용액들로부터 열설비의 내피를 보호할 수 있는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제 및 코팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제는, 산화규소와 알루미늄을 기본성분으로 하고 점결제로 액화유리를 사용하여 후술할 3가지 서로 다른 이질적인 성분으로 되어 물성이 상호보완적인 역할을 하도록 했다.

제1성분은 점성이 낮은 몰탈 형태의 물질 주입층을 형성시키며 성분비(질량%)는 다음과 같다.

규소산화물 65~50, 알루미늄 28~35, 고점토성 시멘트 7~15 (5~20% 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

제2성분은 발열반응을 일으키는 초기성분과 다음과 같은 성분비(질량%)의 변형된 산화 첨가제로 구성된 진흙층을 형성시킨다.

규소산화물 74~42, 알루미늄 16~30, 철산화물 2~3, 고점토성 시멘트 8~15, 산화 첨가제 0~15(혼합물질 질량의 40~90% 중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

제3성분은 발열반응을 일으키는 초기성분과 내열성 산화물질과 비산소 화합물로 구성된 고분산성 미세물성의 첨가제로서 성분비(질량%)는 다음과 같다.

규소산화물 40~47, 알루미늄 15~30, 부유성 재성분 (fly ash) 15~3, 고점토성 시멘트 5~15, 내열성 산화물질과 비산소 화합물 25~5(혼합물질 질량의 40~90% 중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

본 발명의 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제에 의한 코팅방법은 다음과 같다.

산화규소와 알루미늄을 기본성분으로 하고 점결제로 액화유리를 함유한 발열성 단층 코팅층을 형성하여 건조 후 SHS과정이 원활히 시작되는 온도에 이를 때 까지 가열한다.

먼저, 열설비의 내피에 성분과 물성이 다른 후술하는 3가지 성분이 순차적으로 코팅된다.

제1성분층 : 점성이 낮은 몰탈 형태의 물질 주입층으로 성분비(질량%)는 아래와 같다.

규소산화물 65~50, 알루미늄 28~35, 고점토성 시멘트 7~15 (5-20% 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

제2성분층 : 발열반응을 일으키는 초기성분과 다음과 같은 성분비(질량%)의 변형된 산화 첨가제로 구성된 진흙층이다.

제3성분층 : 발열반응을 일으키는 초기성분과 내열성 산화물질과 다음과 같은 성분비(질량%)의 비산소 화합물로 구성된 고분산성 미세물성의 첨가제.

규소산화물 40~47, 알루미늄 15~30, 부유성 재성분 (fly ash) 15~3, 고점토성 시멘트 5~15, 내열성 산화물질과 비산소 화합물 25~5(혼합물질 질량의 40~90%중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

상기 주입코팅층은 건조시 0.5~1 시간 간격으로 열설비 내피에 2~3회 시공(패스)되는데 각 시공시 마다 가압분무장치 혹은 열설비 내부에 유입되는 압축공기로 0.05~0.1MPa 까지 압력을 충분히 높여주면서 다수회(3~6 회) 표면에 시공한다.

상기 진흙층은 자연건조시 0.5~2 시간 간격으로 3~4회(패스) 시공하여 코팅층을 형성시키며, 자연건조시 0.5~2시간 간격으로 코팅패스를 정하며 코팅두께가 1~2mm 가 될 때 까지 3~5회 코팅패스를 실시해 최종 코팅층을 형성시킨다. 복합성분의 다층 코팅을 실시한 후 1~2일간 30~60℃ 온도에서 건조시킨다.

코팅건조 후 5~7시간동안 6단계에 걸쳐 저온 가열처리한다.

처음 두 단계 즉, 1-2단계는 30~60분 동안 분당 1~2℃ 속도로 온도를 올려주어 필요 온도인 110~130℃ 에 이르게 한다. 3-4단계에서는 30~60분 동안 분당 3~5℃ 속도로 온도를 올려주어 필요온도인 450~550℃ 에 이르게 하고, 5단계에서는 분당 5~6℃ 속도로 온도를 올려주어 SHS 과정이 시작되는 평균온도에 이르게 한 후 900~1000℃ 까지 온도를 올려준다. 마지막 6단계에서는 30~60분동안 해당온도(900~1000℃)를 유지시켜준다. 본 기술의 특징은 코팅표면의 온도가 코팅과정이 시작되는 일반적인 평균온도보다 20~30℃ 낮은 온도에서, 즉 SHS 과정이 시작되는 단계에서 열설비의 내부표면에 시간당 10~20㎥ 속도로 코팅이 시작되어 SHS과정이 원활히 시작되도록 하며 코팅이 시작되는 평균온도에 이를 때 보호코팅이시간당 60~100㎥의 속도로 코팅이 이루어지도록 하는데 있다.

개발과정에서 실시된 연구실험결과, 위와 같이 물성과 기능이 다른 3가지 성분을 이용한 코팅방법은 화학적으로 공격적인 물질과 부식을 유발하는 물질로부터 열관련설비를 매우 효과적으로 보호해 줌이 확인됐다.

3대성분이 형성시킨 코팅층은 발열반응과 SHS반응을 잘 일으키는 성분들을 초기성분으로 하고 있다. 각 층의 기계물리적 특성이 보다 향상될 수 있도록 각종 유용한 성분이 첨가제로 이용된다.

제1성분이 형성시키는 코팅층의 기능은 SHS 성분의 침투 깊이를 최대한 증가시키고 바탕소재의 기공도를 최소한으로 낮춰 준다 . 이는 기공도가 20~30% 정도인 고밀도 소재와는 달리, 기공도가 매우 높거나(80~90%) 무게가 매우 가벼운 초경량 소재에 있어서 매우 중요한 요인으로 작용한다.

몰탈 제조용 초기 소재는 산화세라믹과 알루미늄으로 이 성분들은 발열반응을 일으키기에 충분한 성분비로 구성된다. 몰탈의 성분비는 산화세라믹(65~50%), 알루미늄(28~35%), 기타 첨가성분(7~15%)(5~20%의 액화유리 수용액으로 몰탈이 잘 단련됨)이다. 이때 첨가성분으로 산화세라믹의 70~85%에 해당하는 고점토성 시멘트(제1,제2성분의 7~15%에 해당)가 사용되는데, 이것이 몰탈 고유의 특성을 나타내주는 성분이 된다. 이러한 성분상의 특성으로 인해 표면의 물성이 강해지고 점성도 우수해져 열설비 내피의 코팅수명을 오래 유지시켜 준다.

준비된 코팅 몰탈액은 건조시 0.5~1 시간 간격으로 열설비 내피에 2~3회 코팅된다. 코팅두께가 표면의 강성을 좌우하기 때문에 코팅제가 최대한 깊숙이 주입되어 코팅되어야 한다. 이를 위해 각 코팅때마다 가압분무장치 혹은 열설비 내부에 유입되는 압축공기로 0.05~0.1MPa 까지 압력을 충분히 높여주면서 코팅작업을 하도록 한다. 이러한 코팅과정을 통해 경량, 초경량 소재의 경우는 5~10mm 두께까지, 고밀도 소재의 경우는 0.2~0.3mm 깊이 까지 주입되어 코팅되도록 한다.

내화재 표면에 제1성분에 의한 제1층이 코팅되어 건조된 이후에 제2성분의 진흙층으로 제2코팅층을 형성시킨다. 특정 경우에 있어서는 (대형 가열석판, 보일러, 굴뚝, 가스, 증기파이프 등) 제1,2성분에 의한 코팅층이 내마모도와 강도, 부식 방지성을 현저히 높여주는 주요 코팅층의 역할을 하기도 한다. 내화내피를 용융금속과 슬래그, 화학적으로 공격적인 성분으로부터 보호할 필요가 없는 대다수의 경우, 2층 코팅층 형성만으로도 충분한 효과를 얻을 수 있으므로 2층 코팅만 해도 좋다.

특히, 2층 코팅은 가스와 먼지로 구성된 물질상이 두 개인 고속 고온 매질의 대하여 우수한 안정성과 보호성을 나타내는 것으로 확인됐다. 따라서 가열석판, 증기가스운송시스템 등과 같은 열관련 설비의 내열성이 매우 우수해 진다.

제2층은 제1층과 마찬가지로 발열반응을 일으키는 초기성분들에 의해 형성된다. 제1층과의 차이점은 층의 주요성분비가 다르고 추가적으로 이용되는 첨가성분이 다르다는 데 있다. 진흙층 성분은 산화세라믹 성분비의 74~42 질량%, 알루미늄의 16~30 질량%, 고점토성 시멘트의 8~15%, 기타 산화첨가제의 2~18 질량%에 해당된다.

고가의 고분산성 알루미늄 분말의 성분비를 줄이기 위해서는 철산화물을 2~3% 첨가해 준다. 이밖에도 필요에 따라 내화성이 우수한 산화물 첨가성분들을 넣어 준다. 산화물 첨가성분들로서는 알루미늄 산화물(강옥(Al₂O₃)), 안정된 지르코늄 이산화물, 베릴륨 산화물 등을 상기 기본 성분들의 0~15%의 성분비로 첨가해 준다.

다양한 열설비(전기로, 가스가열로, 보일러, 증기파이프, 가열석판, 가스파이프 등)를 대상으로 해당 코팅제의 성능을 실험한 결과, 진흙층의 코팅으로 인하여 점성, 내마모성, 부식 방지성 등의 특성을 강화시킬 수 있다. 특히 보일러와 가열로의 경우는 마모속도가 빠른 가열석판, 노즐, 증기파이프등에 비해 코팅제의 수명이 2.5 배 이상 연장될 수 있다는 것이 확인됐다.

대다수의 경우, 용융금속, 합금속, 슬래그에도 특성이 잘 유지될 수 있도록 하기 위해서는 고내열성 산화첨가제를 넣어 준다. 합금강 성형시 사용되는 가열용기, 몰더기, 온수배수관, 가압장치류의 수명강화를 위해서는 기본성분비의 5~12%에 해당되는 안정적인 지르코늄 이산화물을 첨가제로 사용한다. 실험결과, 위 설비들의 수명이 2.5배 이상 증가하는 것으로 확인됐다.

진흙코팅층 형성을 위한 몰탈은 혼합물질 질량의 40~90% 중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액과 혼합해 준다. 진흙코팅층은 자연건조하는 과정에서 0.5시간에서 2시간 간격으로 3~4회 제1코팅층위에 시공한다.

2층으로 코팅층이 형성되었으면, 제3코팅층을 형성시킨다. 제3성분 중심의 제3코팅층은 발열반응을 일으키는 초기성분과 내열성 산화물질 및 비산소 화합물로구성된 고분산성 미세물성의 첨가제로 구성되며, 그 성분비(질량%)는 규소산화물 40~47, 알루미늄 15~30, 부유성 재성분 (fly ash) 15~3, 고점토성 시멘트 5~15, 내열성 산화물질과 비산소 화합물 25~5 이다.

이러한 성분이 발열반응을 일으키는 초기성분의 75~95%에 해당되며 내열성 산화소재, 비산소화합물, 붕화물(TiB₂, ZrB₂), 규소기(MoSi₂, ZrSi), 질화물(BN, TiN, Si₃N₄), 탄화물(TiC, SiC)등이 개별적으로 혹은 종합적으로 첨가된다. 이러한 첨가성분들은 공격적인 화학성분들에 대한 안정성을 강화시켜 주며 물리기계적 특성과 단열성을 현저히 강화시켜 준다. 이와 관련하여, 각 경우마다 적절한 코팅제를 얻기 위해서 내열성 산화물질 혹은 비유기성 화합물들을 적절히 선택해 첨가제로 이용하고 비용과 효율성 제고라는 관점에서 가장 합리적인 성분비를 구성토록 하는 것이 매우 중요하다.

[실시예 1]

제3층 형성을 위한 첨가제로서 화로, 도가니, 몰딩장치 등을 용융금속과 슬래그로부터 보호미세분산성 붕소질화물이 이용된다.

실험결과, 총 질량비의 8~15% 붕소질화물을 함유한 코팅층은 최대 1300℃ 온도까지 용융된 금속과 슬래그로부터 내화내피를 효과적으로 보호함이 확인됐다. 또한 철성분이 많이 함유된 합금류의 경우, 최대 1500℃ 온도까지 보호가 가능함이확인됐다.

[실시예 2]

스틸 몰딩 관련제품의 경우 붕소질화물 화합물을 첨가제로 사용하는 데, 이때 질량비는 티탄붕소물질 BN (12%)+ TiB₂(8%)이다. 이런 질량비로 첨가제 사용시 기기의 수명이 3배 이상 연장되는 것으로 확인됐다.

제3층은 자연건조시 0.5~2시간 간격으로 코팅을 실시해 두께가 1~2mm가 될 때까지 3~5회 코팅을 한다.

위와 같은 작업을 한 후 복합성분의 다층 코팅층이 잘 형성될 수 있도록 열설비 내피코팅층을 실온에서 2~3일 자연건조시킨다. 건조온도가 30~60℃ 일 경우, 건조시간은 1~2일로 단축시킬 수 있다.

건조 후 저온가열처리를 하여 SHS과정이 시작될 때까지 열설비 내피에 유연한 열처리를 한다. 일반적으로 건조 후 열처리는 정해진 플랜에 따라 다음과 같이 단계적으로 실시한다.

제1단계에서는 코팅소재에서 분자상태가 아닌 수분류가 제거될 수 있도록 분당 1~2 속도로 110~130℃ 온도까지 올려준다.

제2단계에서는 110~130℃ 온도에서 30~60분간 방치해 둔다.

제3단계에서는 분자상태의 보다 고밀도의 수분류 제거를 위해 110~130℃ 온도에서 분당 3~5℃ 속도로 450~550℃ 까지 온도를 올려준다.

제4단계에서는 450~550℃ 에서 30~60분간 방치한다.

제5단계에서는 분당 5~6℃ 속도로 온도를 높여주어 SHS 과정이 시작되기에 좋은 온도 여건을 형성 후 SHS 과정이 잘 진행될 수 있도록 온도를 900~1000℃ 까지 올려준다.

제6단계에서는 900~1000℃ 에서 30~60분간 방치한다.

SHS 과정이 시작되도록 하기 위해서는 발열반응이 충분히 일어날 수 있는 온도를 보장해 주어야 함에 주의하며 가열 처리한다. 여기서, SHS 과정 시작온도는 바탕소재와 성분비에 따라 좌우되며, 본 코팅방법의, SHS 과정이 시작되는 평균온도는 720~860℃ 이다.

이때 엄선된 성분비와 내화 첨가제는 SHS 과정이 시작될 때 산소(공기)가 있으면 산화되거나 분해되려는 경향이 있다. 산소가 지나치게 유입되면 최종 코팅층의 물성이 나빠져 충분한 효과를 얻을 수 없음에 유의해야 한다.

산소유입을 최소화하기 위해서는 SHS 과정이 시작되는 초기에 불활성 가스인 질소, 아르곤 등의 보호가스 혹은 환원매질로 탄소를 열설비 내부에 공급해주면 된다.

이러한 매질이 사용되면 산화온도가 2000~2500℃ 로 올라가기 때문에 첨가제의 산화를 막을 수 있다.

본 시공방법의 특징은 두 단계에 보호매질이 사용되는 데 있다.

제1단계에서 보호매질은 코팅표면온도가 SHS과정 시작 평균온도보다 20~30℃ 낮아지는 SHS 과정시작에 시간당 10~20㎥ 질량비로 사용된다. 제2단계에는 SHS과정 온도를 유연하게 조절해 SHS과정 시작 평균온도에 이르면 보호매질의 소비량은 시간당 60~100㎥까지 증가시킨다.

본 발명은 상기의 실시례에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제 및 코팅방법에 의하면, 고온관련 열설비류와 마모가 빠른 기타 관련 부품들을 고온증기가스류, 용융금속, 슬래그, 기타 화학적으로 공격적인 성분들로부터 효과적으로 보호할 수 있게 된다.

또한, 리액터, 대형열설비 및 알루미늄, 합금속, 녹는점이 높은 기타 금속류를 용융해야 하는 각종 몰딩기의 내화성과 내마모성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 각종 열설비류의 내화성을 크게 향상시켜 기기의 수명을 획기적으로 연장시킴과 화학적으로 공격적인 물질과 부식을 자극하는 물질 환경에서 열설비의 열물리적 물성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

다층의 내열코팅층을 형성하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제에 있어서,

상기 내열코팅층은 규소산화물과 알루미늄을 주요성분으로 하고 점결제로 액화유리 수용액이 사용되며, 하기의 3가지 복합성분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅제.

제1성분 : 점성이 낮은 몰탈 형태의 물질로 다음과 같은 성분비(질량%)의 주입층

규소산화물 65~50

알루미늄 28~35

고점토성 시멘트 7~15

(5~20% 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

제2성분 : 발열반응을 일으키는 초기성분과 다음과 같은 성분비(질량%)의 산화 첨가제로 구성된 진흙층

규소산화물 74~42

알루미늄 16~30

철산화물 2~3

고점토성 시멘트 8~15

산화 첨가제 0~15

(혼합물질 질량의 40~90% 중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

제3성분 : 발열반응을 일으키는 초기성분과 내열성 산화물질 및 다음과 같은 성분비(질량%)의 비산소 화합물로 구성된 고분산성 미세 물성의 첨가제

규소산화물 40~47

알루미늄 15~30

부유성 재성분 (fly ash) 15~3

고점토성 시멘트 5~15

내열성 산화물질과 비산소 화합물 25~5

(혼합물질 질량의 40~90% 중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)
열관련설비의 내부면에 다음과 같은 물성과 기능이 다른 이질의 3가지 성분을 순차적으로 코팅하고, 이 복합성분의 다층 코팅제를 건조시킨 후, 정해진 가열방식에 따라 저온가열을 단계적으로 시행한 다음, SHS과정이 시작되기 직전에 보호매질(불활성 혹은 환원성 매질)을 첨가하는 것을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.

제1성분 : 점성이 낮은 몰탈 형태이며 내화설비 내피에 코팅되는 다음의 성분비(질량%)의 물질 주입층.

규소산화물 65~50

알루미늄 28~35

고점토성 시멘트 7~15

(5~20% 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

제2성분 : 발열반응을 일으키는 초기성분과 변형된 산화 첨가제로 조성되며 다음과 같은 성분비(질량%)의 진흙층.

규소산화물 74~42

알루미늄 16~30

철산화물 2~3

고점토성 시멘트 8~15

산화 첨가제 0~15

(혼합물질 질량의 40~90% 중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨)

제3성분 : 발열반응을 일으키는 초기성분과 내열성 산화물질과 비산소 화합물로 조성되며 다음과 같은 성분비(질량%)로 된 고분산성 미세물성의 첨가제.

규소산화물 40~47

알루미늄 15~30

부유성 재성분 (fly ash) 15~3

고점토성 시멘트 5~15

내열성 산화물질과 비산소 화합물 25~5

(혼합물질 질량의 40~90% 중 40~60%를 점하는 액화유리 수용액으로 진흙이 잘 혼합됨.)
제 2 항에 있어서, 건조과정에서 0.5~1시간 간격으로 열설비 내피에 주입층을 2~3 차례 코팅 처리함을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 3 항에 있어서, 코팅처리 각 과정에서 3~6회로 내피에 주입층이 형성되도록 함을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 4 항에 있어서, 가압식 공기분무기를 이용하여 주입층이 형성되도록 함을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 5 항에 있어서, 0.05~0.1 MPa 정도의 잉여고압력이 있을 때 열설비 내부의 텅빈 공간까지 통과하는 압축공기를 이용하여 주입층이 형성되도록 함을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 2 항에 있어서, 3~4회 코팅을 하되(코팅패스회수) 자연건조시 0.5~2시간 간격으로 코팅패스를 정하는 것을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화코팅방법.
제 2 항에 있어서, 자연건조 시 0.5~2시간 간격으로 코팅패스를 정하며, 코팅두께가 1~2mm가 될 때까지 3~5회 코팅패스를 실시해 최종 코팅층을 얻는 것을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 2 항에 있어서, 1~2일간 30~60℃ 온도에서 자연방치하여 건조시킴을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 2 항에 있어서, 5~7시간동안 6단계에 걸쳐 저온 가열함을 특징으로 하는 준하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 10 항에 있어서, 1-2단계에서는 30~60분 동안 분당 1~2℃ 속도로 온도를 올려주어 필요온도인 110~130℃ 에 이르게 함을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 10 항에 있어서, 3-4단계에서는 30~60분 동안 분당 3~5℃ 속도로 온도를 올려주어 필요온도인 450~550℃ 에 이르게 함을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 10 항에 있어서, 5단계에서는 분당 5~6℃ 속도로 온도를 올려주어 SHS 과정이 시작되는 평균온도에 이르게 한 후 900~1000℃ 까지 온도를 올려줌을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 10 항에 있어서, 6단계에서는 30~60분동안 온도가 900~1000℃ 에 이르도록 함을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.
제 2 항에 있어서, 코팅표면의 온도가 코팅과정이 시작되는 일반적인 평균온도보다 20~30℃ 낮은 온도에서 SHS과정이 시작되는 단계에서 열설비의 내부표면에 시간당 10~20㎥ 속도로 코팅이 시작되어 SHS과정이 원활히 시작되도록 하며, 코팅이 시작되는 평균온도에 이를 때 보호코팅이 시간당 60~100㎥의 속도로 이루어짐을 특징으로 하는 복합성분의 표면강화 내열 내화 코팅방법.