KR100619481B1

KR100619481B1 - 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른

Info

Publication number: KR100619481B1
Application number: KR1020040060762A
Authority: KR
Inventors: 이우범; 박종천; 김종오; 이원준
Original assignee: 이우범; 박종천; 이원준; 김종오
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-09-08
Also published as: KR20060012059A

Abstract

본 발명은 로터리 킬른(Rotary kiln)에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 로터리 킬른과 스크류 컨베이어(Screw Conveyer)의 회전방향을 동일하게 하여 마모를 감소시켜 내구성을 향상하고, 킬른 내벽에 홀이 형성된 사각형상의 바를 리프터(Lifter)로 설치하여 재료의 혼합 및 처리효율이 향상되도록 한 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른에 관한 것이다.

본 발명의 상기 목적은 광물 등의 재료를 열처리하는 로터리 킬른에 있어서, 장비 전체를 지지하는 하부 프레임, 상기 하부 프레임의 상부에 일측은 힌지부로, 타측은 볼트부로 고정된 상부 프레임, 상기 상부 프레임의 상부에 고정된 롤러부, 상기 롤러부에 타이어로 지지되며 제 1 회전모터에 의해 회전하는 본체, 상기 본체 내부의 일측단에서 타측단까지 평행으로 형성되고, 너비 방향으로 소정의 홀이 형성된 사각형상의 바, 상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 본체와 동일한 방향으로 회전하는 스크류 컨베이어, 상기 스크류 컨베이어의 상부에 설치되며 교반기가 내설된 호퍼, 상기 호퍼의 교반기 및 상기 스크류 컨베이어를 회전시키며, 상기 상부 프레임에 고정된 제 2 회전모터 및 상기 본체를 가열하는 가열장치를 포함하여 이루어지는 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른에 의해 달성된다.

따라서 본 발명의 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른은 내부에 홀이 형성된 사각형상의 바를 형성하여 재료의 혼합 및 처리효율이 향상되고, 로터리 킬른과 스크류 컨베이어의 회전방향을 동일하게 하여 마모가 감소되어 내구성이 향상되며, 장비의 규모가 소형화되므로 운영비, 제작비 및 설치비 등이 최소화되는 효과 및 장점이 있다.

로터리 킬른, 바, 홀, 동방향 회전식, 간접가열식

Description

사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른{Codirectional rotary kiln with a rectangle bar}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 로터리 킬른 본체의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 로터리 킬른의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 로터리 킬른 본체의 측면도.

도 5는 도 4에 도시된 A-A'선 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 하부 프레임 211 : 힌지부

212 : 볼트부 210 : 상부 프레임

213 : 롤러부 220 : 본체

221 : 스프로킷 222 : 타이어

230 : 제 1 회전모터 240 : 바

241 : 홀 250 : 스크류 컨베이어

260 : 호퍼 261 : 교반기

270 : 제 2 회전모터 281 : 단열재

282 : 내화재 283 : 버너

284 : 가열로

일반적으로 로터리 킬른(Rotary Kiln)은 시멘트, 석회, 점토, 알루미늄 등의 공업에서 많이 사용되는 원통회전식의 연속소성요(連續燒成窯) 또는 회전가마라고 한다. 길이 10m 정도의 것에서부터 시멘트 공장에서 쓰는 수십m에 이르는 것도 있다. 지름 2m 내지 4m의 원통 안쪽에 내화벽돌을 붙이고, 원통은 약간(3° 내지 5°) 경사지게 하여 롤러로 지지하며, 천천히 회전시킨다. 원료는 가마 윗부분으로부터 연속적으로 공급되며, 회전함에 따라 내벽을 미끄러져 떨어져 고온부로 이동한다. 연료는 가마의 아래쪽으로부터 미분탄, 중유가스 등을 버너로 뿜어 넣어 원료를 직접 가열하는 방식이 보통이며, 가열된 것은 차례로 연속적으로 배출된다.

제조의 경우에는 1,400℃ 이상까지 가열되며, 원료인 석회석, 점토 등이 반 응및 소결(燒結)하여 1cm 내지 2cm 정도의 클링커(clinker)로 된다. 상기 클링커는 성분의 일부가 융해하여 전체가 괴상소결물(塊狀燒結物)로 된 덩어리로서, 소괴(燒塊)라고도 한다. 일반적으로는 시멘트의 원료가 로터리 킬른 등에 의해 작은 덩어리로 소성된 것을 말한다. 시멘트 클링커의 주성분은 3CaO·SiO₂, 3CaO·Al₂O ₃, 2CaO·SiO₂, 4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃의 4종으로 되어 있다. 또한, 대량의 분립체(粉粒體)를 연속적으로 소성(燒成) 또는 하소할 수 있다는 점으로 시멘트의 제조설비로서 가장 일반적으로 사용되는 방법중 하나이다.

도 1은 대한민국 등록특허 제270295호에 개재된 것으로, 로터리 킬른(100)을 길이방향 축으로 볼 경우이다. 상기 도면에 도시된 바와 같이 다각형 단면을 가지는 라이닝(105) 상에서 처리될 재료(115)가 상기 로터리 킬른(100)이 회전함에 따라 낙하하고 이동된다. 상기 라이닝(105)는 본체(120)의 내벽 안쪽에 형성되고, 상기 본체(120)는 강철 롤러와 각각 맞돌아가는 회전링 또는 타이어에 의한 지지를 받게 된다. 그러나 상기 로터리 킬른은 미세입자에는 효율이 좋지 않을 뿐만 아니라 규모가 커지는 단점이 있었다.

도 2는 일본 공개특허 제8-233234호에 개재된 것으로, 로터리 킬른 본체(10) 내부에 내화성 금속물질(12)로 이루어진 리프터(13)를 나선형으로 제공한 쓰레기 소각로의 로터리 킬른이다. 비록, 상기 언급한 대한민국 등록특허 제270295호보다 효율이 향상되어 규모가 작아지는 등의 효과가 있었지만 여전히 개선의 여지가 있었다.

또한, 종래의 로터리 킬른의 경우 재료를 투입하는 장비로 나선형 공급기를 사용하는데, 이때 로터리 킬른 본체와 상기 나선형 공급기의 회전방향을 역방향으로 하였다. 그러나 이는 상기 두 장비 사이에 발생되는 마찰로 인해 마모가 심해 내구성에 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 재료의 혼합 및 처리효율을 향상시키도록 로터리 킬른 내부에 홀이 형성된 사각형상의 바를 형성하고, 마모를 감소시켜 내구성을 향상하도록 로터리 킬른과 스크류 컨베이어의 회전방향을 동일하게 하며, 장비의 규모를 소형화하여 운영비, 제작비 및 설치비 등을 최소화할 수 있는 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 로터리 킬른의 구성도를 나타낸 것이다. 도면에 나타난 바와 같이 하부 프레임(200)이 장비 전체를 지지하고, 상기 하부 프레임(200)의 상부에 상부 프레임(210)이 일측은 힌지부(211)로, 타측은 볼트부(212)로 고정되어 있다. 이때, 상기 볼트부(212)에는 방진고무를 사용함이 바람직하고, 상기 힌지부(211)을 기점으로 상기 볼트부(212)의 높이를 조절하여 장비전체의 경사도를 조절할 수 있다.

상기 상부 프레임(210)의 상부에는 롤러부(213)가 설치되고, 상기 롤러부(213)는 본체(220)를 지지하도록 쌍으로 양쪽에 형성된다. 상기 본체(220)의 외부에는 타이어(222)가 상기 롤러부(213)에 의해 지지되도록 형성된다. 또한, 상기 본체(220)의 외부에는 상기 본체(220)가 회전할 수 있도록 제 1 회전모터(230)와 연결되는 스프로킷 또는 기어 등이 구비된다.

상기 본체(220)의 내부에는 사각형상의 바(240)가 형성되고, 더욱 자세하게는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같다. 상기 바(240)는 상기 본체(220)의 일측단에 서 타측단까지 평행하게 형성되는데, 보통 4개 내지 8개의 바를 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 바(240)는 너비 방향으로 소정의 홀(241)이 형성된다. 이는 처리되는 광물질의 혼합을 촉진시키고, 기존의 킬른보다 소형화할 수 있도록 처리효율을 향상시키게 된다.

상기 본체(220)에는 스크류 컨베이어(250)가 연결된다. 상기 스크류 컨베이어(250)는 상기 본체(220)와 동일한 방향으로 회전하도록 하여 기존의 역방향 방식으로 인해 발생되는 심각한 마모를 감소시키게 된다. 상기 스크류 컨베이어(250)의 상부에는 호퍼(260)가 설치된다. 상기 호퍼(260) 내에는 교반기(261)가 내설되어 있는데, 상기 호퍼(260)로 투입되는 재료들이 엉기는 현상을 방지하고 순조롭게 상기 스크류 컨베이어(250)로 이동되도록 하는 것이다. 상기 스크류 컨베이어(250) 및 교반기(261)는 상기 상부 프레임에 고정된 제 2 회전모터(270)에 의해 동시에 회전된다. 상기 제 2 회전모터(270)와 상기 스크류 컨베이어(250) 및 교반기(261)는 벨트전동으로 구동되는 것이 바람직하며, 이때 기어의 직경을 달리하여 속비를 조절할 수 있다.

상기 본체를 가열하는 가열장치는 통상 900℃ 내지 1600℃에서 운전된다. 또한, 화염을 재료에 직접 가하는 직접가열식도 사용되지만, 간접가열식인 가열로(284)로 하는 것이 바람직하다. 더욱 자세하게는, 상기 가열로(284)는 상기 본체(220) 외부를 에워싸는데, 단열재(281) 및 내화재(282)로 외피가 형성되고, 내부에는 버너(283)가 위치하여 본체(220)를 가열하게 된다.

상세히 설명된 본 발명에 의하면 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변 형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims

광물 등의 재료를 열처리하는 로터리 킬른에 있어서,

장비 전체를 지지하는 하부 프레임;

상기 하부 프레임의 상부에 일측은 힌지부로, 타측은 볼트부로 고정된 상부 프레임;

상기 상부 프레임의 상부에 고정된 롤러부;

상기 롤러부에 타이어로 지지되며 제 1 회전모터에 의해 회전하는 본체;

상기 본체 내부의 일측단에서 타측단까지 평행으로 형성되고, 너비 방향으로 소정의 홀이 형성된 사각형상의 바;

상기 본체의 일측에 설치되며, 상기 본체와 동일한 방향으로 회전하는 스크류 컨베이어;

상기 스크류 컨베이어의 상부에 설치되며 교반기가 내설된 호퍼;

상기 호퍼의 교반기 및 상기 스크류 컨베이어를 회전시키며, 상기 상부 프레임에 고정된 제 2 회전모터; 및

상기 본체를 가열하는 가열장치

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른.
제1항에 있어서,

상기 제 1 회전모터는 상기 본체 외주에 형성된 스프로킷과 연결되는 체인전동임을 특징으로 하는 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른.
제1항에 있어서,

상기 제 2 회전모터는 벨트전동임을 특징으로 하는 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른.
제1항에 있어서,

상기 가열장치는,

외부는 단열재로 이루어지고 내부는 내화재로 이루어지며, 상기 본체를 에워싸며, 그 내부에 상기 본체를 가열하는 버너를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른.
제1항에 있어서,

상기 사각형상의 바는 4개 내지 8개임을 특징으로 하는 사각형 바를 형성한 동방향 회전식 로터리 킬른.