내화 벽돌
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1. 개요
내화 벽돌은 내화 점토를 주원료로 하여 고온에서 구워 제조되며, 특수한 목적을 위해 유약을 바르기도 한다. 일반적인 크기는 229 x 114 x 76 mm 또는 229 x 114 x 64 mm이며, 벽난로 등에 사용되는 얇은 "분할" 내화 벽돌도 있다. 규소 내화 벽돌은 강철 제련 금속 용광로의 내벽에 사용되며, 비철금속 제련 공정에서는 염기성 내화 벽돌이 사용된다. 또한, 다양한 재료로 만들어져 저온 환경의 용광로, 소각로, 굴뚝, 장작 가마 등에도 사용된다. 내화 벽돌은 고온을 견디고 열을 저장하는 능력으로 인해 에너지 저장 분야에서 활용 가능성이 있으며, 산업 공정 열 저장에 사용될 수 있다.
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| 내화 벽돌 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 건축 자재 |
| 용도 | 가마, 화로 |
| 재료 | 점토 고령토 규석 |
| 특성 | |
| 내화도 | 고온 |
| 단열성 | 높음 |
| 열팽창 | 낮음 |
| 열전도율 | 낮음 |
| 상세 정보 | |
| 설명 | 높은 온도를 견딜 수 있도록 설계된 내열 재료로 만든 벽돌이다. |
| 주요 재료 | 내화 점토를 기반으로 하여 고령토, 규석, 알루미나 등 다양한 재료를 첨가하여 만든다. |
| 사용 목적 | 가마, 화로, 소각로 등의 내벽에 사용된다. |
| 장점 | 높은 내열성과 낮은 열팽창률을 가지며, 급격한 온도 변화에도 잘 견딘다. |
| 추가 정보 | 단열 내화 벽돌은 추가적인 단열 특성을 제공하며, 일반적으로 밀도가 낮다. |
| 참고 자료 | 단열 내화 벽돌 |
2. 제조
내화 벽돌은 내화 점토를 주원료로 하여 가마에서 부분적으로 유리 전이될 때까지 굽는다. 특수한 목적을 위해 벽돌에 유약을 바르기도 한다. 내화 벽돌에는 9x 및 9x의 두 가지 표준 크기가 있다.[2] 또한 두께가 절반인 "분할" 내화 벽돌도 사용할 수 있다.[3] 내화 벽돌은 1822년 웨일스 니쓰 밸리의 윌리엄 웨스턴 영에 의해 처음 발명되었다.
2. 1. 제조 공정
내화 점토를 가마에서 부분적으로 유리 전이될 때까지 굽는 과정을 거친다. 특수한 목적을 위해 벽돌에 유약을 바르기도 한다.[2] 내화 벽돌에는 두 가지 표준 크기가 있다. 9x 및 9x이다.[2] 또한 두께가 절반인 내화 벽돌 "분할"도 사용할 수 있으며, 이는 종종 벽난로 및 벽난로 삽입구의 안감을 대는 데 사용된다. 분할의 치수는 일반적으로 9x이다.[3] 내화 벽돌은 1822년 웨일스 니쓰 밸리의 윌리엄 웨스턴 영에 의해 처음 발명되었다.2. 2. 크기 및 형태
일반적인 크기는 9x 및 9x이다.[2] 벽난로 등에 사용되는 얇은 "분할" 내화 벽돌도 있는데, 크기는 일반적으로 9x이다.[3]2. 3. 역사
내화 점토를 가마에서 부분적으로 유리 전이될 때까지 구워서 내화 벽돌을 제조한다. 특수한 목적을 위해 벽돌에 유약을 바르기도 한다. 내화 벽돌에는 다음과 같은 두 가지 표준 크기가 있다.| 크기 (인치) |
|---|
| 9x |
| 9x |
[2]
내화 벽돌은 높은 온도에서도 안정적인 특성을 유지하여 다양한 산업 분야에서 활용된다. 특히 제철 산업과 비철금속 제련 공정에서 중요한 역할을 한다. 제철 산업에서는 강철 제련 금속 용광로의 내벽에 규소 내화 벽돌이 사용되며, 약 1648.9°C까지의 온도에서 견딜 수 있다. 비철금속 제련에서는 슬래그 때문에 "산성" 규소 벽돌 대신 ''염기성'' 내화 벽돌을 사용한다.[4]
두께가 절반인 내화 벽돌 "분할"도 사용할 수 있으며, 이는 종종 벽난로 및 벽난로 삽입구의 안감을 대는 데 사용된다. 분할의 치수는 일반적으로 9x이다.[3] 내화 벽돌은 1822년 웨일스 니쓰 밸리의 윌리엄 웨스턴 영에 의해 처음 발명되었다.
3. 고온 응용 분야
3. 1. 제철 산업
규소(silica) 내화 벽돌은 강철 제련 금속 용광로의 내벽에 사용되며, 약 1648.9°C까지의 온도에서 사용된다. 이는 다른 많은 종류의 세라믹을 녹일 수 있는 온도이며, 실제로 규소 내화 벽돌의 일부가 액화된다. 동일한 조성을 가진 물질인 고온 재사용 표면 단열재(HRSI)는 우주 왕복선의 단열 타일에 사용되었다.
3. 2. 비철금속 제련
"산성" 규소 벽돌은 슬래그에 의해 쉽게 용해되므로, "염기성" 내화 벽돌이 사용된다.[4] 비철금속 정광 제련에 사용되는 가장 일반적인 염기성 내화 벽돌은 "크롬-마그네사이트" 또는 "마그네사이트-크롬" 벽돌이다(제조에 사용되는 마그네사이트와 크롬철광 광석의 상대적 비율에 따라 다름).[5]
4. 저온 응용 분야
다른 다양한 재료들이 낮은 온도 환경의 내화 벽돌로 사용된다.[6]
4. 1. 용광로 및 소각로
산화 마그네슘은 종종 야금로의 내벽으로 사용된다.[6] 규석 벽돌은 용광로와 소각로의 내벽에 사용되는 가장 일반적인 벽돌 종류이다. 내벽은 일반적으로 소모되는 특성을 가지므로, 재시공 주기를 늘리기 위해 알루미나 함량이 높은 내화 벽돌이 사용될 수 있다. 작동을 시작한 직후, 이러한 소모성 내벽에서 균열이 자주 발견된다. 이는 처음에 더 많은 팽창 이음새를 설치했어야 함을 보여주지만, 이러한 균열 자체가 팽창 이음새 역할을 하며 구조적 완전성에 영향을 미치지 않는 한 문제는 없다.[7] 높은 마모 강도를 가진 탄화 규소는 소각로 및 화장로의 바닥재로 널리 사용되는 재료이다.4. 2. 굴뚝 및 장작 가마
일반적인 붉은 점토 벽돌은 굴뚝과 장작 가마에 사용될 수 있다.[7] 한국에서는 전통 온돌 난방 시스템에 내화 벽돌 및 점토가 활용되어 왔다.5. 에너지 저장 활용 가능성
내화 벽돌은 고온을 견디고 열을 저장하는 능력이 뛰어나 에너지 저장 분야에서 유망한 해결책으로 주목받고 있다.[8] 산업 공정에서 발생하는 열을 저장하거나, 남는 재생 에너지를 활용하여 산업 현장에 지속적으로 열을 공급하는 데 사용될 수 있다.
5. 1. 산업 공정열 저장
내화 벽돌은 고온을 견디고 열을 저장하는 능력이 있어 에너지 저장에 유망한 해결책을 제시한다. 내화 벽돌은 산업 공정 열을 저장하고, 잉여 재생 에너지를 활용하여 산업에 저렴하고 지속적인 열원을 제공하는데 사용될 수 있다.[8] 내화 벽돌 저장 시스템은 일반적인 재료로 구성되어 있어, 열 에너지 저장에 배터리 시스템보다 훨씬 더 경제적이다.[8] 149개 국가에서 진행된 연구에 따르면, 내화 벽돌을 열 저장에 사용하면 발전, 배터리 저장, 수소 생산 및 저온 열 저장의 필요성을 크게 줄일 수 있다.[8] 이 접근 방식은 전체 에너지 비용을 약 1.8% 낮출 수 있으며, 내화 벽돌을 100% 청정 재생 에너지로 전환하는 비용을 절감하는 데 가치 있는 도구로 만든다.[8]5. 2. 경제성 및 효율성
내화 벽돌은 고온을 견디고 열을 저장하는 능력이 있어 에너지 저장에 유망한 해결책을 제공한다. 내화 벽돌은 산업 공정 열을 저장하고, 잉여 재생 에너지를 활용하여 산업에 저렴하고 지속적인 열원을 제공하는 데 사용될 수 있다.[8] 일반적인 재료로 구성되어 있기 때문에, 내화 벽돌 저장 시스템은 열 에너지 저장에 배터리 시스템보다 훨씬 더 경제적이다.[8] 149개 국가에서 진행된 연구에 따르면, 내화 벽돌을 열 저장에 사용하면 발전, 배터리 저장, 수소 생산 및 저온 열 저장의 필요성을 크게 줄일 수 있다.[8] 이 접근 방식은 전체 에너지 비용을 약 1.8% 낮출 수 있으며, 내화 벽돌을 100% 청정 재생 에너지로 전환하는 비용을 절감하는 데 가치 있는 도구로 만든다.[8]참조
[1]
웹사이트
Insulating fire bricks
http://www.tradition[...]
2016-08-07
[2]
웹사이트
Refractory Fire Bricks {{!}} Kiln Building Fire Brick
https://www.sheffiel[...]
2020-07-18
[3]
웹사이트
Refractory Fire Bricks {{!}} Kiln Building Fire Brick
https://www.sheffiel[...]
2020-07-18
[4]
서적
Modern Refractory Practice, Fifth Edition
Harbison–Walker Refractories
[5]
서적
Modern Refractory Practice, Fifth Edition
Harbison–Walker Refractories
[6]
웹사이트
Firebricks High Temperature Resistant
https://www.vitcas.c[...]
2023-06-21
[7]
서적
Refractory Engineering
Die Deutsche Bibliothek
[8]
간행물
Effects of firebricks for industrial process heat on the cost of matching all-sector energy demand with 100% wind–water–solar supply in 149 countries
https://doi.org/10.1[...]
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