석탄 가스화기에서의 크로미아 내화물 분석을 통한 화학적 침식 기구 규명 = Investigation of Corrosion Mechanism by Analyses of Spent Chromia Refractory from a Coal Gasifier

국문 초록 (Abstract)

석탄 가스화기에서 1000시간 이상 사용된 Cr2O3-Al2O3-ZrO2 내화물의 결정구조, 화학성분, 미세구조를 분석하여 석탄 슬래그에 의한 화학적 침식 메카니즘을 규명하였다. 크로미아 내화물의 침식은 슬래그의 FeO와 Al2O3이 Cr2O3과 반응하여 일어나는 것으로 추정된다. 1차적으로 내화물의 슬래그 접촉면에서 슬래그의 FeO와 Cr2O3가 반응하여 FeCr2O4를 형성한다. 슬래그의 FeO가 모두 소모된 후 슬래그의 Al2O3이 Cr2O3입자와 반응하여 (Al,Cr)2O3를 형성하고, (Al,Cr)2O3상은 가장자리로부터 깨어져 미세한 입자를 형성한다. Cr2O3의 침식정도는 입자 크기와 치밀도에 따라 달라지며, 입자가 클수록, 치밀도가 높을수록 내침성이 증가하였다. ZrO2는 화학적 성분의 변화 없었으나 슬래그 접촉면 부근에서 상 경계의 굴곡이 심해지거나 입자가 절단되는 물리적 침식의 영향을 받는다. 슬래그의 침투도는 일반적으로 석탄 주입구에서 아래로 내려갈수록 증가하나 슬래그 tap에서는 감소하였다.

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