타불러 코런덤의 다공성이 낮을수록 더 좋은가요?
타불러 커런덤의 기공률은 절대적으로 “낮을수록 좋다”라고 할 수 없습니다 . 오히려 특정 적용 시나리오와 핵심 성능 요건을 바탕으로 종합적으로 판단해야 합니다 . 기공률은 재료의 열전도도, 강도, 내식성과 같은 주요 지표에 직접적인 영향을 미치며, 기공률 요건은 시나리오에 따라 크게 달라집니다.
1. 먼저, 명확히 하세요: 타불러 코런덤의 “기공률”은 무엇입니까?
타불러 코런덤은 고온에서 소결된 고순도 α-알루미나(Al₂O₃)로 만들어진 내화재입니다. 이 소재는 일정량의 기공(개기공과 폐기공 포함)을 가지고 있습니다. 기공률은 일반적으로 “체적 기공률”, 즉 소재 전체 부피에서 기공 부피가 차지하는 비율을 나타내며, 미세 구조의 치밀성을 측정하는 핵심 지표 중 하나입니다.
2. “낮은 다공성”의 장점: 어떤 경우에 낮은 다공성이 필요합니까?
내식성, 고강도, 낮은 열전도도(경우에 따라) 에 대한 높은 요구 조건이 적용되는 경우 , 기공률이 낮은 판상 커런덤이 더 유리합니다. 일반적인 적용 사례는 다음과 같습니다.
- 철강 산업: 래들 및 턴디시 라이닝 벽돌/캐스터블
용강과 슬래그는 부식성이 매우 높습니다. 기공률이 낮으면 재료 내부의 “채널”이 줄어들어 슬래그 침투와 용강 침식이 감소하고 라이닝 벽돌의 수명이 연장됩니다. 동시에, 기공률이 낮으면 재료의 상온 및 고온 강도가 향상되어 고온에서 구조가 느슨해져 박리가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. - 비철 금속 제련: 정련로 및 전해조 라이닝 용융
된 비철 금속(예: 알루미늄, 구리)과 전해질은 침투하기 쉽습니다. 낮은 기공률은 “침투 부식” 위험을 줄이고 재료의 열충격 저항성을 향상시켜 기공으로 인한 열응력 집중을 최소화합니다. - 고온 가마: 고온 소성 구역용 내화벽돌
낮은 기공률의 재료는 치밀성이 더 높고, 1700°C 이상의 고온 하중을 견딜 수 있으며, 고온에서 체적 수축을 줄여(낮은 재소성 수축률) 가마의 구조적 안정성을 보장합니다.
3. “높은 다공성”의 필요성: 어떤 경우에 낮은 다공성이 적합하지 않습니까?
내열충격성, 단열성, 그리고 통기성이 요구되는 적용 환경에서는 지나치게 높은 치밀성(너무 낮은 기공률)이 단점이 될 수 있습니다. 이러한 경우에는 중간에서 높은 기공률을 가진 타불러 커런덤이 선호됩니다.
- 높은 열충격 저항성이 요구되는 시나리오: 급속 가열/냉각되는 가마 문 및 부품.
기공률이 낮은 재료는 열전도도가 높습니다. 고온에서 고온 및 저온 사이클을 번갈아 반복하는 경우, 내부와 외부의 큰 온도 차이는 쉽게 큰 열응력을 발생시켜 재료에 균열을 유발합니다. 반면, 중간에서 높은 기공률(일반적으로 15~25%)은 기공을 통해 “열응력을 완충”하여 열충격 저항성을 향상시킬 수 있습니다(예: 세라믹 가마의 급냉 구역용 라이닝 벽돌). - 단열 시나리오: 고온 가마 단열층.
기공(특히 폐쇄 기공)은 열 전달을 차단합니다. 다공성이 높은 판상 코런덤(경량 골재와 혼합되는 경우가 많음)은 열전도율이 낮고 단열 성능이 우수합니다. 기공률이 낮은 재료를 사용하면 가마에서 열이 빠르게 방출되어 에너지 소비가 증가합니다. - 공기 투과성이 필요한 시나리오: 필터 소재 및 투과성 벽돌
비철 금속 용융물 여과 및 가스 주입을 통한 용강 교반과 같은 응용 분야에서는 소재에 일정 수준의 공기 투과성이 필요합니다. 이때, 유체가 누출 없이 통과할 수 있도록 기공률을 적정 범위(예: 20~30%)로 조절해야 합니다. 기공률이 낮으면 공기 투과 통로가 직접 막히게 됩니다.
