프리캐스트 내화성 형상 설계 및 제조

맞춤형으로 설계된 프리캐스트 내화물 형상은 뛰어난 밀도, 일관된 물리적 특성, 현저히 단축된 설치 시간으로 기존의 현장 주조 라이닝보다 성능이 뛰어납니다. ADtech 프리캐스트 부품으로 전환한 산업 시설은 기존 모놀리식 설비에 비해 가동 중단 시간이 평균 40% 감소하고 라이닝 서비스 수명이 25% 연장됩니다. 이러한 효율성은 현장 혼합, 경화 및 소성의 변수를 제거하는 제어된 제조 환경에서 비롯됩니다. 중요한 열처리 단계를 전문 시설로 옮김으로써 배송 즉시 고온 서비스 준비가 완료된 제품을 제공합니다.

고성능 프리캐스트 형상 뒤에 숨겨진 엔지니어링

내구성 있는 내화물 형상을 만드는 것은 주조 공정 훨씬 전부터 시작됩니다. 정밀한 엔지니어링에서 시작됩니다. 표준 벽돌과 달리 프리캐스트 형상은 복잡한 기계 부품처럼 작동합니다. 열 충격, 기계적 마모, 화학적 공격을 동시에 견뎌내야 합니다.

열 응력 분석 및 기하학

도형의 기하학적 구조에 따라 열을 처리하는 방식이 결정됩니다. 날카로운 모서리와 고르지 않은 단면은 응력 상승을 일으킵니다. 급격한 온도 변화 시 균열이 시작되는 지점입니다. 에이디테크 엔지니어는 유한요소해석(FEA)을 활용하여 열 부하를 시뮬레이션합니다. 둥근 모서리와 균일한 벽 두께를 우선시합니다. 디자인에 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로의 전환이 필요한 경우 점진적인 테이퍼를 구현합니다. 이러한 접근 방식을 통해 열이 블록을 통해 고르게 분산되도록 합니다.

앵커링 시스템 통합

앵커는 모든 대형 프리캐스트 형상의 중추입니다. 앵커를 잘못 배치하면 콘크리트가 금속 또는 세라믹 지지대에서 이탈하는 치명적인 고장이 발생할 수 있습니다.

당사는 세 가지 요소를 기반으로 앵커링 시스템을 설계합니다:

1. 무게 분포: 블록이 무거울수록 강화 합금 후크가 필요합니다.

2. 열팽창 허용치: 금속은 내화 콘크리트보다 더 많이 팽창합니다. 앵커에 역청 페인트 또는 플라스틱 캡을 코팅하여 완충 구역을 만듭니다.

3. 소재 호환성: 앵커의 야금은 용광로의 최대 사용 온도와 일치해야 합니다.

기술 참고 사항: 1100°C(2012°F) 이상의 작동 온도에서는 산화와 강도 손실을 방지하기 위해 세라믹 앵커 또는 고급 스테인리스 스틸(310S 또는 인코넬)을 권장합니다.

재료 선택: 장수를 위한 포뮬러

프리캐스트 형상의 성능은 원재료에 따라 크게 달라집니다. 에이디테크는 일반적인 캐스터블을 사용하지 않습니다. 에이디테크는 고객의 운영 환경에 따라 특정 배합을 공식화합니다.

집계 및 매트릭스 최적화

모양의 “골격'은 골재입니다. 내마모성 또는 열 전도성의 필요에 따라 용융 알루미나, 표형 알루미나 또는 실리콘 카바이드를 사용합니다. ”매트릭스'는 골격을 하나로 묶어주는 미세한 분말이자 바인더입니다.

입자 크기 분포(PSD)를 세심하게 관리합니다. 큰 입자, 중간 입자, 미세 입자를 정확한 비율로 혼합하여 최대 포장 밀도를 달성합니다. 이렇게 하면 다공성이 감소합니다. 다공성이 낮아지면 용융 슬래그나 부식성 가스가 블록에 침투하는 것을 방지할 수 있습니다.

고급 본딩 메커니즘

기존의 시멘트 결합은 중간 온도에서 약해질 수 있습니다. 저희는 첨단 접착 기술을 활용합니다:

• 저시멘트 캐스터블(LCC): 알루미늄산칼슘 시멘트가 적게 함유되어 있습니다. 따라서 고온에서 강도가 더 높습니다.

• 인산염 본딩: 신속한 수리 및 산성 슬래그에 대한 내성이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.

• 솔-젤 본딩: 건조 속도를 높이고 알칼리 공격에 대한 저항력을 향상시키는 콜로이드 실리카 본드입니다.

표 1: ADtech 프리캐스트 형상에 대한 일반적인 머티리얼 속성

재료 유형	알루미나 함량(%)	벌크 밀도(g/cm³)	최대 서비스 온도(°C)	기본 애플리케이션
AD-HighAl 60	60%	2.55	1600	일반 용광로 라이닝, 벽
AD-Tabular 90	90%	2.95	1800	버너 파이프, 델타 섹션
AD-SiC 80	80%(SiC)	2.65	1500	마모가 심한 부위, 시멘트 가마 라이저
AD-지르콘 30	30%(ZrO2)	3.60	2000	유리 탱크 피더 부품

제조 워크플로: 금형에서 소성까지

품질 일관성은 ADtech와 같은 전문 제조업체와 뒷마당 운영을 차별화합니다. 당사는 생산되는 모든 형상에 대해 엄격한 프로토콜을 준수합니다.

1. 정밀 금형 제작

금형은 치수 정확도를 결정합니다. 당사는 강철, 목재 또는 고밀도 폼 몰드를 사용합니다. 대량 생산의 경우 수백 사이클에 걸쳐 공차를 유지하기 때문에 강철 몰드가 선호됩니다. 금형 표면은 이형제로 처리되어 최종 제품의 매끄러운 마감을 보장합니다.

2. 믹싱 및 바이브로 캐스팅

수분 첨가량이 가장 중요한 변수입니다. 물이 너무 많으면 모공이 생기고, 너무 적으면 벌집이 생깁니다. 유니티는 최소한의 물로 첨가제를 활성화하기 위해 고전단 패들 믹서를 사용합니다.

주조하는 동안 금형은 진동 테이블 위에 놓입니다. 캐스터블의 요변성 특성에 맞게 주파수를 조정합니다. 이렇게 하면 기포가 빠져나가 재료가 금형의 모든 틈새를 채울 수 있습니다.

3. 제어된 경화 조건

경화를 통해 바인더가 수화되어 강력한 화학적 결합을 형성할 수 있습니다. 이 공정은 온도와 습도에 민감합니다. 에이디테크 경화실은 25°C(77°F)의 일정한 온도와 높은 습도를 유지합니다. 외열(화학 반응에 의해 발생하는 열)을 모니터링하여 모양이 아직 녹색(미경화 상태)인 동안 균열이 생기지 않도록 방지합니다.

4. 건조 및 소성 일정

프리캐스트 형상의 가장 큰 장점은 바로 여기에 있습니다. 내화 콘크리트에서 물을 제거하는 작업은 서두르면 위험합니다. 물이 증기로 변하여 블록을 폭발시킬 수 있기 때문입니다.

저희는 프로그래밍 가능한 가스 가마를 사용합니다. 온도가 천천히 올라갑니다:

• 주변 온도 110°C: 여유 수분을 제거합니다.

• 110°C ~ 350°C: 화학적으로 결합된 물 제거.

• 350°C~800°C: 세라믹 결합 형성.

브릭이나 모놀리식 대신 프리캐스트를 선택하는 이유는?

많은 플랜트 관리자가 표준 벽돌이나 현장 타설 콘크리트에서 프리캐스트로 전환하는 것을 망설입니다. 그러나 운영 데이터는 프리캐스트로의 전환을 뒷받침합니다.

설치 변수 제거

현장 설치는 혼란스럽습니다. 먼지, 다양한 주변 온도, 혼합 중 사람의 실수 등이 최종 품질에 영향을 미칩니다. 프리캐스트 형상은 공장에서 제작됩니다. 제품이 현장에 도착하기 전에 품질이 검증됩니다.

설치 속도

수천 개의 벽돌을 쌓는 데는 몇 주가 걸립니다. 대형 프리캐스트 블록을 설치하는 데는 며칠이 걸립니다. 프리캐스트 형상은 이미 소성되어 있기 때문에 설치 후 긴 “건조” 사이클을 수행할 필요가 없습니다. 거의 즉시 퍼니스를 작동 온도까지 올릴 수 있습니다.

표 2: 내화 라이닝 방법의 비교

기능	표준 브릭	필드 타설 모놀리식	ADtech 프리캐스트 셰이프
설치 속도	느림(수작업 집약적)	중간(거푸집 공사 필요)	빠른(크레인/리프트 지원)
관절(약점)	많은 관절	몇 개의 관절	엔지니어링된 연동 조인트
건조 필요	아니요	예(현장 3~7일)	아니요(사전 해고)
재료 밀도	높음	변수	지속적으로 높음
인건비	높음	Medium	낮음

중공업 분야의 중요 애플리케이션

ADtech 프리캐스트 솔루션은 열이 도구이자 위협이 되는 분야에 서비스를 제공합니다.

시멘트 및 석회 산업

로터리 킬른의 노즈 링과 버너 파이프는 클링커로 인해 극심한 열 충격과 마모를 겪습니다. 프리캐스트 블록은 열에 변형되지 않기 때문에 강철보다 오래갑니다. 또한 쿨러 불 노즈와 3차 공기 덕트 댐퍼를 위한 형상도 공급합니다.

강철 및 알루미늄

강철 국자에서 프리캐스트 바닥 충격 패드는 용융 금속이 두드리는 힘을 견뎌냅니다. 알루미늄 용광로의 경우, 당사의 비습식 제형은 경사로와 화로에서 커런덤이 성장하는 것을 방지합니다.

석유화학 히터

리포머의 버너 타일은 불꽃 모양을 정의합니다. 이러한 성능이 저하되면 화염 충돌로 인해 공정 튜브가 손상될 수 있습니다. 당사의 고정밀 버너 타일은 화염의 올바른 공기 역학을 보장합니다.

사례 연구: 베트남 시멘트 플랜트 최적화

시기: 2023년 3월

위치 베트남 하남성

고객사 포틀랜드의 대규모 시멘트 제조업체(개인정보 보호를 위해 이름 공개 보류)

도전:

고객은 킬른 버너 파이프에서 반복적인 고장을 경험하고 있었습니다. 원래의 라이닝은 현장에 적용된 거닝 믹스였습니다. 격렬한 진동과 열 순환(1400°C)으로 인해 라이닝은 3~4개월마다 균열이 생기고 떨어져 나갔습니다. 이로 인해 예정에 없던 가동 중단이 발생하여 하루에 약 $150,000의 생산 손실이 발생했습니다.

ADtech 솔루션:

프리캐스트 디자인으로의 전환을 제안했습니다.

1. 디자인: AD-Tabular 90(고순도 알루미나)을 사용하여 세그먼트화된 육각 시스템을 설계했습니다.

2. 앵커링: 버너 파이프 위로 미끄러지는 강철 슬리브에 사전 용접된 310등급 스테인리스 스틸로 만든 V-앵커를 사용했습니다.

3. 제조: 모든 수분을 제거하기 위해 600°C의 시설에서 주조, 경화 및 소성하여 모양을 완성했습니다.

결과:

설치와 건조에 걸리는 일반적인 48시간이 아닌 12시간이 걸렸습니다. 가마는 즉시 불이 붙었습니다.

• 수명: 새로운 버너 파이프 라이닝은 다음과 같은 용도로 운영되고 있습니다. 14개월 여전히 좋은 성과를 거두고 있습니다.

• 저축: 이 클라이언트는 세 번의 종료 주기를 피하여 약 3,000만 달러를 절약했습니다. $180만 의 생산 손실이 발생했습니다.

품질 관리 및 테스트 표준

투명성을 통해 신뢰를 유지합니다. 모든 ADtech 프리캐스트 형상은 당사 실험실에서 엄격한 테스트를 거칩니다. ASTM 및 ISO 테스트 프로토콜을 따릅니다.

물리적 속성 검증

메인 프로덕션 실행과 함께 테스트 큐브를 캐스팅합니다. 이 큐브는 테스트를 거칩니다:

• 냉간 분쇄 강도(CCS): 블록이 구조적 하중을 처리할 수 있는지 확인합니다.

• 영구 선형 변경(PLC): 모양이 고열에서 과도하게 수축하거나 팽창하지 않는지 확인합니다.

• 다공성: 아르키메데스 방법을 통해 확인했습니다.

치수 허용 오차 확인

프리캐스트 모양은 완벽하게 맞아야 합니다. 공차가 느슨하면 틈이 생깁니다. 이 틈으로 인해 열이 라이닝을 우회하여 스틸 쉘이 손상될 수 있습니다. 저희는 레이저 측정 도구를 사용하여 모든 치수가 ±2mm 이내(또는 요청 시 더 정밀하게)인지 확인합니다.

표 3: ADtech 품질 보증 지표

테스트 매개변수	표준 사용	빈도	승인 기준
화학 성분	X선 형광(XRF)	모든 배치	사양 ±1%
벌크 밀도	ASTM C134	모든 배치	> 최소 사양
냉간 분쇄 강도	ASTM C133	모든 배치	> 최소 사양
내부 결함	초음파 테스트	무작위 현장 점검	3mm 이상의 내부 공극 없음

일반적인 불응성 문제 해결

최고의 재료를 사용하더라도 운영 조건이 변경되면 문제가 발생할 수 있습니다. 문제를 진단하는 방법은 다음과 같습니다.

열 스패럴

뜨거운 면과 평행하게 겹겹이 갈라지는 모양은 열 갈라짐입니다. 이는 온도 변화가 너무 빠르게 일어날 때 발생합니다.

• 수정: 유기 섬유를 포함하도록 믹스를 조정합니다. 이러한 섬유는 연소되어 증기가 빠져나가고 유연성을 제공하는 작은 통로를 남깁니다.

구조적 파손

이는 슬래그가 벽돌을 관통하여 화학적 성질을 변화시킬 때 발생합니다. 침투한 층은 블록의 나머지 부분과 다르게 팽창하여 떨어져 나갑니다.

• 수정: 슬래그를 밀어내기 위해 혼합물의 밀도를 높이거나 비습윤제(황산 바륨 또는 특정 염 등)를 추가합니다.

앵커 실패

콘크리트는 손상되지 않았지만 벽에서 떨어지면 앵커가 고장난 것입니다.

• 수정: 실패한 앵커를 분석합니다. 녹았다면 합금을 업그레이드합니다. 끊어졌다면 적절한 확장 간격을 확인합니다.

내화 기술의 미래 트렌드

업계는 “스마트 내화물”을 향해 나아가고 있습니다. 에이디테크는 현재 프리캐스트 블록에 마모 센서를 통합하는 연구를 진행하고 있습니다. 이 센서는 라이닝 두께가 임계 수준에 도달하면 데이터를 제어실로 전송하여 작업자에게 경고를 보냅니다. 이 예측 유지보수 모델은 예기치 않은 고장을 완전히 제거할 수 있습니다.

또한 “나노 본딩” 캐스터블을 개발하고 있습니다. 매트릭스에 나노 기술을 사용하여 기공 크기를 나노미터 범위로 줄일 수 있습니다. 이렇게 하면 가스 및 슬래그 침투에 거의 영향을 받지 않는 형상을 만들 수 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

1. 사용자 지정 프리캐스트 셰이프의 리드 타임은 어떻게 되나요?

일반적으로 리드 타임은 3~5주입니다. 여기에는 금형 설계, 제작, 주조, 경화 및 소성이 포함됩니다. 금형의 복잡성에 따라 긴급 주문도 가능합니다.

2. 프리캐스트 모양을 직접 설치할 수 있나요?

예. 형상이 미리 소성되어 있으므로 설치는 기계식(용접 앵커 또는 볼트)으로 이루어집니다. 그러나 적절한 조인트 밀봉을 위해 ADtech 감독관이 입회하는 것이 좋습니다.

3. 프리캐스트 블록 사이에 어떤 모르타르를 사용해야 하나요?

확장성을 위해 많은 경우 모르타르(건식 조인트)를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 실링이 필요한 경우 세라믹 섬유 블랭킷이나 블록의 화학적 특성과 일치하는 특정 포스 결합 모르타르를 사용하세요.

4. 대형 프리캐스트 형상은 어떻게 운송하나요?

폼 패딩이 있는 튼튼한 나무 상자를 사용합니다. 중요한 표면이 보호됩니다. 전 세계로 배송하며 포장이 국제 수출 표준을 충족하도록 합니다.

5. 캐스팅할 수 있는 최대 무게는 얼마인가요?

최대 5톤 무게의 단일 블록을 주조했습니다. 더 큰 어셈블리의 경우 운송 및 설치가 용이하도록 세그먼트화된 시스템을 설계합니다.

6. 프리캐스트 형상은 브릭보다 비용이 더 많이 드나요?

초기 자재 비용은 표준 벽돌보다 높은 경우가 많습니다. 하지만 거푸집 공사가 필요 없고 설치 노동력이 절감되며 수명이 길어진다는 점을 고려하면 총소유비용은 일반적으로 더 낮습니다.

7. 도면에서 기존 도형을 복제할 수 있나요?

네. 2D PDF 도면, 3D CAD 파일로 작업하거나 도면을 분실한 경우 실제 샘플을 리버스 엔지니어링할 수도 있습니다.

8. 작동 중 도형이 깨지면 어떻게 되나요?

프리캐스트 라이닝은 모듈식입니다. 벽 전체가 아니라 손상된 블록만 제거하고 교체하면 됩니다. 긴급 수리를 위해 여분의 모양을 몇 개 준비해 두는 것이 좋습니다.

9. 수소 버너와 호환되는 모양인가요?

예. 수소 연소는 수분 함량을 높입니다. 당사는 수소 연소의 환원 대기 및 높은 수증기 압력에 강한 특정 저실리카 제형을 보유하고 있습니다.

10. 모양이 몰드에 달라붙는 것을 어떻게 방지하나요?

특수 왁스 기반 또는 오일 기반 이형제를 사용합니다. 복잡한 형상의 경우 유연한 폴리우레탄 몰드 라이너를 사용하여 가장자리를 손상시키지 않고 쉽게 탈형할 수 있습니다.

내화 성능을 업그레이드할 준비가 되셨나요?

현재 라이닝이 너무 자주 고장 나거나 다음 셧다운 기간을 줄여야 하는 경우 ADtech가 도와드릴 준비가 되어 있습니다. 우리는 단순히 제품을 판매하는 것이 아니라 신뢰성을 판매합니다.