KR100907956B1 - Apparatus for pre-heating material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용해로를 구비한 금속 용융 설비에 사용되는 재료 예열 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그래뉼 또는 칩 형상의 원재료를 용해로의 배기 가스를 활용하여 예열함으로써 연료 절감 및 운전 효율을 향상시킬 수 있도록 한 금속 용융 설비의 재료 예열 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a material preheating apparatus used in a metal melting facility having a melting furnace, and more particularly, to preheat the granules or chip-shaped raw materials using the exhaust gas of the melting furnace to improve fuel savings and operation efficiency. A material preheating device for a metal melting plant.
각종 금속 괴를 생산하는 용융 설비는 반사로나 전기로와 같은 용해로를 구비하고, 다량의 에너지를 소모함으로써 금속 원료를 용해시켜 괴 형태의 금속 제품을 얻는다.Melting equipment for producing various metal ingots is provided with melting furnaces such as reflection furnaces and electric furnaces, and consumes a large amount of energy to dissolve metal raw materials to obtain metal products in the form of ingots.
최근에는 폐 금속 캔이나 공업적 생산 공정에서 발생한 부수물인 금속 칩을 재활용하여 금속 괴를 생산하는 방식이 보편화되고 있는데, 이러한 방식에서는 먼저 폐 금속 캔을 적절한 크기로 분쇄하고 탄화시켜 표면에 도포된 도료 등의 유기화합물을 제거한 후 용해로에 장입하고 용융함으로써 괴를 생산하는 것이 일반적이다.Recently, a method of producing metal ingots by recycling metal chips, which are waste metal cans or by-products generated in an industrial production process, has been popularized. In this method, first, the waste metal cans are crushed and carbonized to a suitable coating surface. It is common to produce ingots by removing organic compounds such as these and charging them in a melting furnace and melting them.
금속 괴를 제조하기 위해 재활용되는 분쇄된 폐 금속 캔이나 금속 칩과 같은 원재료의 특성은 중량에 비해 표면적이 매우 크다는 점이다. 그러나, 종래의 통상적인 금속 용융 설비의 재료 예열 장치는 이러한 특성을 전혀 활용하지 못하고 단순히 용해로에 원재료를 장입하고 열을 가하여 용융하는 방식에 머물고 있어서 에너지 절약과 원가 절감 그리고 운전 효율 향상에는 한계를 가지고 있었다.The properties of raw materials such as crushed waste metal cans or metal chips that are recycled to produce metal ingots are that they have a very large surface area relative to weight. However, the conventional material preheating device of the conventional metal melting equipment does not utilize these characteristics at all, and simply charges raw materials to the melting furnace and heats them, thereby limiting energy saving, cost reduction, and operation efficiency. there was.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 금속 재료를 용해시키는 용융 설비에 있어서 원재료를 용해로에 장입하기 전에 미리 예열함으로써 용융 및 운전 효율을 향상시킬 수 있도록 한 금속 용융 설비의 재료 예열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and in a melting facility for dissolving a metal material, the material preheating device of a metal melting facility can be improved by preheating the raw materials before charging the melting furnace in advance to improve melting and operation efficiency. The purpose is to provide.
본 발명의 또 다른 목적은, 용해로에서 발생하는 폐열을 이용하여 원재료를 예열함으로써 에너지와 연료를 절감할 수 있는 환경친화적인 금속 용융 설비의 재료 예열 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a material preheating apparatus for an environmentally friendly metal melting plant which can save energy and fuel by preheating raw materials using waste heat generated in a melting furnace.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 용융 설비의 재료 예열 장치는, 용해로를 구비하는 금속 용융 설비의 재료 예열 장치로서, 상기 용해로에서 공급되는 배기 가스가 유입되는 유입실; 상기 유입된 배기 가스를 배출하여 집진기로 보내는 배출실; 및 상기 유입실 및 배출실과 연통 된 채로 유입실과 배출실 사이에서 회전하도록 설치되어, 원재료를 상기 배기 가스에 의해 예열하는 원통형의 예열 드럼;을 포함한다.In order to achieve the above object, the material preheating device of the metal melting facility according to a preferred embodiment of the present invention is a material preheating device of the metal melting facility having a melting furnace, inflow exhaust gas supplied from the melting furnace flows in room; A discharge chamber for discharging the introduced exhaust gas and sending it to a dust collector; And a cylindrical preheating drum installed to rotate between the inflow chamber and the discharge chamber while communicating with the inflow chamber and the discharge chamber, and preheating the raw material by the exhaust gas.
바람직하게, 상기 예열 드럼은 입구단에서부터 출구단 쪽으로 하향되도록 경사지게 설치된다.Preferably, the preheating drum is installed to be inclined downward from the inlet end to the outlet end.
더욱 바람직하게, 상기 배출실의 내부 공간(SO)은 배기 가스의 유동 단면적을 기준으로 할 때 상기 예열 드럼의 내부 공간(SD)에 비해 상대적으로 더 넓어서, 배기 가스가 상기 예열 드럼의 내부 공간(SD)에서보다 상기 배출실(50)의 내부 공간(SO)에서 유속이 느려지도록 구성된다.More preferably, the internal space S O of the discharge chamber is relatively larger than the internal space S D of the preheat drum based on the flow cross-sectional area of the exhaust gas so that the exhaust gas is inside the preheat drum. space is (S D) configured to slow down the flow speed than in the internal space (S O) of the
본 발명에 따르면, 상기 배출실의 하부에 형성된 회수관; 및 상기 회수관의 통로를 개폐시키는 로터리밸브;를 더 포함한다.According to the invention, the recovery pipe formed in the lower portion of the discharge chamber; And a rotary valve for opening and closing a passage of the recovery pipe.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유입실 또는 배출실 중 어느 하나에는, 상기 예열 드럼에서 예열된 원재료를 모아서 상기 용해로로 투입하는 폐쇄형 원료장입수단이 설치된다.According to a preferred embodiment of the present invention, in any one of the inlet chamber or the discharge chamber, a closed raw material charging means for collecting the raw materials preheated in the preheating drum and injecting them into the melting furnace is installed.
여기서, 상기 폐쇄형 원료장입수단은, 입구와 출구를 가지는 원통형의 이송관; 및 상기 이송관 내에 길이 방향으로 회전 가능하게 설치되어 입구에서 투입되는 상기 원재료를 출구 쪽으로 이송시키는 이송 스크류;를 포함한다.Here, the closed raw material charging means, the cylindrical transfer pipe having an inlet and an outlet; And a conveying screw rotatably installed in the conveying tube in a longitudinal direction to convey the raw material introduced from the inlet toward the outlet.
더욱 바람직하게, 상기 이송관의 출구는, 상기 용해로의 원료 장입구까지 연장되어 있는 원료 장입관과 연결된다.More preferably, the outlet of the transfer pipe is connected to a raw material charging pipe extending to the raw material charging hole of the melting furnace.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유입실 또는 배출실 중 나머지 다 른 하나에는, 공급 호퍼로부터 상기 예열 드럼으로 원재료를 공급하는 폐쇄형 원료공급수단이 설치된다.According to another embodiment of the present invention, the other one of the inlet chamber or the outlet chamber is provided with a closed raw material supply means for supplying the raw material from the supply hopper to the preheating drum.
여기에서, 상기 폐쇄형 원료공급수단은, 상기 공급 호퍼의 하단에서부터 상기 예열 드럼까지 연장되어 있는 원료 공급관; 및 상기 원료 공급관의 내부에 길이 방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 원재료를 이송시키는 이송 스크류;를 포함한다.Here, the closed raw material supply means, the raw material supply pipe extending from the lower end of the supply hopper to the preheating drum; And a feed screw rotatably installed in the longitudinal direction of the raw material supply pipe to transfer the raw material.
본 발명에 따른 금속 용융 설비의 재료 예열 장치에 따르면, 용해로 내부의 버려지는 배기 가스를 이용하여 금속 원재료를 미리 예열하므로, 원재료를 용해로에 장입할 경우 용탕과 원활하게 교반되면서 신속하게 용해가 일어날 수 있다. 이에 따라, 금속 소재의 용해 및 운전 효율이 향상되고, 원료 절감 효과 또한 매우 우수할 뿐만 아니라, 이산화탄소 배출량을 감소시켜 환경친화적인 제품 생산이 가능하다. According to the material preheating apparatus of the metal melting facility according to the present invention, since the metal raw material is preheated in advance by using the exhaust gas discarded inside the melting furnace, when the raw material is charged into the melting furnace, it can be quickly dissolved while stirring smoothly with the molten metal. have. Accordingly, the dissolution and operation efficiency of the metal material is improved, the raw material saving effect is also very excellent, and the carbon dioxide emission is reduced to enable environmentally friendly product production.
본 발명의 특징적인 효과는 이하에서 발명의 구체적인 실시예를 통해 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Characteristic effects of the present invention will be more clearly understood through the following specific embodiments of the invention.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원 칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 재료 예열 장치가 채용된 금속 용융 설비의 개략적인 구성을 보여준다.1 shows a schematic configuration of a metal melting apparatus employing a material preheating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 용융 설비는 원재료를 공급하는 공급 호퍼(10)와, 상기 공급 호퍼(10)로부터 공급되는 원재료를 예열하는 예열 장치(120)와, 상기 예열된 원재료를 가열하여 용융시키는 용해로(30)를 포함한다.Referring to the drawings, the metal melting equipment according to a preferred embodiment of the present invention is a
본 명세서 및 특허청구범위에 있어서 상기, '원재료'란 금속 괴를 제조하기 위해 용해되는 다양한 금속 원료를 의미한다. 예를 들어, 압축된 폐 알루미늄 캔 또는 금속 캔을 적정 크기, 바람직하게는 5mm ~ 50mm 정도의 크기로 분쇄하고 표면에 착색 도포된 페인트나 유기화합물 성분을 연소시켜 제거한 상태의 재료가 사용될 수 있다. 이러한 재료는 내부 캐비티가 많은 불규칙한 덩어리 형상을 이루고 있다.In the present specification and claims, the term 'raw material' refers to various metal raw materials which are dissolved to prepare a metal ingot. For example, a compacted waste aluminum can or metal can can be pulverized to an appropriate size, preferably 5 mm to 50 mm, and burned and removed by coloring the paint or organic compound component coated on the surface. These materials form irregular lumps with many internal cavities.
또 다른 예로서, 금속 소재를 절삭하거나 가공하는 과정에서 부산물로서 발 생하는 칩(chip) 형상의 재료도 포함될 수 있다. 그러나, 이러한 예에 한정됨이 없이 상기 원재료는 다양한 형상과 크기의 금속 소재를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As another example, a chip-shaped material generated as a by-product in the process of cutting or processing a metal material may be included. However, without being limited to these examples, it should be understood that the raw material includes metal materials of various shapes and sizes.
상기 공급 호퍼(10)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트(24)와 같은 이송수단에 의해 원재료가 투입되며, 개방된 상부는 넓고 하부는 좁은 통상적인 형태로 제조된다. As shown in FIG. 2, raw material is introduced into the
상기 예열 장치(120)는 용해로(30)에서 배출되는 배기 가스를 열원으로 사용하여 원재료를 예열하는 것으로서, 그 상세한 구성이 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.The
상기 도면을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 예열 장치(200)는 용해로(30)로부터 배기 가스가 유입되는 유입실(40), 유입된 배기 가스를 배출하여 집진기(미도시)로 보내는 배출실(50), 및 상기 유입실(40)과 배출실(50) 사이에서 회전하도록 설치된 예열 드럼(60)을 포함한다.Referring to the drawings together, the preheating
상기 유입실(40)은 내부 공간을 가지도록 대체적으로 원통형으로 형성되며, 그 상단에는 후술하는 열교환실에서부터 연장되는 가스 유입 배관(12)이 연결되어 용해로(30)에서 배출되는 배기 가스가 유입된다.The
상기 유입실(40)의 하부에는 상기 예열 드럼(60)에서 예열된 원재료를 모아서 상기 용해로(30)로 투입하는 폐쇄형 원료장입수단(300)이 설치된다. 상기 폐쇄형 원료장입수단(300)은 외부 공기가 예열 장치(200) 내부로 유입되는 것을 방지하거나 최소화하면서도 원재료를 용해로(30)로 투입하는 것으로서, 도 4에 그 구성이 나타나 있다.The lower part of the
도면에서 보는 바와 같이, 상기 폐쇄형 원료장입수단(300)은 상기 유입실(40)의 하단과 연결되는 입구(301)가 일측에 형성되어 있는 원통형의 폐쇄된 이송관(302)을 포함한다.As shown in the figure, the closed raw material loading means 300 includes a cylindrical closed
상기 이송관(302)의 타측에 형성된 출구(303)는 원료 장입관(41)과 연결되어 있으며, 상기 원료 장입관(41)은 용해로(30)의 원료 장입구(31)까지 연장되어 있다.The
상기 이송관(302) 내에는 길이 방향으로 이송 스크류(304)가 회전가능하게 설치되어, 상기 입구(301)로부터 투입되는 원재료를 상기 출구(303) 쪽으로 이송시킨다. 상기 이송 스크류(304)의 날개는 나선형으로 연속적으로 형성되며, 이송관(302)의 내주면에 최대한 인접하도록 구비되므로, 비록 완전한 밀폐형은 아니지만 외부 공기가 직접적으로 예열 장치(200) 내부로 들어가는 것을 차단함으로써 열손실을 막아준다.In the
유사하게, 상기 배출실(50) 역시 내부 공간을 가지도록 대체적으로 원통형으로 형성되며, 그 상단에는 가스 배출 배관(14)이 연결되어 있어서 예열 장치(200) 내부의 배기 가스가 상기 가스 배출 배관(14)을 통해 집진기로 배출될 수 있다.Similarly, the
상기 배출실(50)의 하부에는 후술하는 바와 같이 비산하거나 이탈된 원재료 입자들을 회수하여 외부로 배출할 수 있도록 깔때기 형상의 회수관(51)이 형성되어 있다. 상기 회수관(51)에는 로터리 밸브(52)가 설치되어 필요에 따라 통로를 개폐하도록 구성된다..A funnel-shaped recovery tube 51 is formed in the lower portion of the
상기 예열 드럼(60)은 내부가 비어있는 원통형의 부재로서 입구단(도 5의 66 참조)은 배출실(50)과 연통되고, 출구단(67)은 유입실(40)과 연통된 상태에서 회전하도록 설치된다. 비록 도면으로 도시되지는 않았으나, 또 다른 대안으로서, 상기 예열 드럼의 입구단이 유입실과 연통되고, 출구단이 배출실과 연통되도록 구성될 수도 있다.The preheating
이를 위해서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 예열 드럼(60)의 입구단(66) 외주면에는 회전링부재(61)가 부착되고, 이 회전링부재(61)는 베이스 프레임(100) 상에 설치된 한 쌍의 회전 롤러(62)와 접촉하도록 설치된다. 이때, 상기 회전 롤러(62)는, 동작 중 배기 가스에 의해 예열 드럼(60)이 팽창하더라도 회전링부재(61)와의 접촉 상태를 충분히 유지할 수 있도록 그 폭을 넓게 설정하는 것이 바람직하다.To this end, as shown in FIG. 5, a
또한, 예열 드럼(60)의 출구단(67)에는 베어링(63)에 결합된 회전축(64)이 설치되는데, 상기 회전축(64)은 유입실(40)을 관통하여 예열 드럼(60)의 출구단 중심에 결합된다. 즉, 상기 예열 드럼(60)의 출구단(67)에는 개구부가 형성되도록 출구단을 가로지르는 브라켓(68)이 설치되고, 상기 브라켓(68)에 회전축(64)이 고정될 수 있다. 바람직하게, 상기 회전축(64)은 예열 드럼(60)의 중심부까지 연장되지 않도록 길이가 비교적 짧게 설정되는데, 이것은 동작시 고온의 배기 가스에 의해 회전축(64)이 열변형되는 것을 최대한 방지하기 위함이다.In addition, the
상기 회전축(64)은 베이스 프레임(100) 상에 고정된 회전 모터(65)와 연결되어 회전력을 전달받게 된다.The
따라서, 회전 모터(65)를 동작시키면 상기 예열 드럼(60)은 상기 회전 롤러(62)와 베어링(63) 상에서 원활하게 회전할 수 있게 된다. 그러나, 상기 예열 드럼의 회전 구성은 본 실시예에 의해 한정되지 않으며, 상기 예열 드럼을 회전시킬 수 있는 다양한 변형예들이 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.Therefore, when the
상기 회전하는 예열 드럼(60)과 유입실(40) 및 배출실(50) 사이의 틈새는 적절하게 기밀 처리될 수 있으며, 예를 들어 상기 틈새를 좁게 할 경우 예열 장치 내부의 압력이 외부 대기압보다 낮은 음압 상태이기 때문에 내부의 배기 가스가 외부로 새어 나올 우려는 없다.The gap between the rotating preheating
또한, 상기 예열 드럼(60)은 입구단(66)에서부터 출구단(67)쪽으로 하향되도록 소정 각도(θ)만큼 경사지게 설치된다. 따라서, 예열 드럼(60)의 내주면에 놓여지는 원재료는 예열 드럼(60)이 회전하는 동안 경사면을 따라서 입구단(66)에서 출구단(67) 쪽으로 서서히 이동하게 된다.In addition, the preheating
본 발명에 따른 예열 장치(200)는 배기 가스의 흐름에 따라서 원재료를 효과적으로 예열하는 동시에 원재료의 회수 및 처리가 가능하도록 설계되는데, 이것은 본 발명의 예열 장치를 도식적으로 간략화하여 나타낸 도 6을 참조로 설명한다.The preheating
도면에서, 유입실(40)의 내부 공간(SI)은 가스 유입 배관(12)의 단면적에 비해 상대적으로 넓은 것을 알 수 있다. 따라서, 가스 유입 배관(12)을 따라 빠른 속도로 유입되는 배기 가스는 유입실(40)의 내부 공간(SI)에 이르러 상대적으로 압력과 속도가 떨어지게 된다.In the figure, it can be seen that the internal space S I of the
유입실(40)의 내부 공간(SI)에 있는 배기 가스는 다시 예열 드럼(60)의 내부 공간(SD)을 통과하게 되는데, 이때 예열 드럼(60)의 내부 공간(SD)은 단면적이 상대적으로 작기 때문에 배기 가스의 유속은 다시 빨라지게 될 것이다. 이러한 조건은 예열 드럼(60) 내에 놓인 원재료에 대한 배기 가스의 단위시간당 접촉 유량을 증가시키는 동시에, 빠른 유속으로 인해 배기 가스가 원재료 내부의 캐비티까지 깊숙히 침투하도록 촉진한다. 따라서, 원재료는 더욱 효율적으로 예열될 수 있다.The exhaust gas in the internal space (S I) of the
이어서, 예열 드럼(60)의 내부 공간(SD)을 통과한 배기 가스는 배출실(50)의 내부 공간(SO)으로 향하는데, 상기 배출실(50)의 내부 공간(SO)은 배기 가스의 유동 단면적을 기준으로 할 때 예열 드럼(60)의 내부 공간(SD)에 비해 상대적으로 더 넓다. 따라서, 배기 가스는 상기 배출실(50)의 내부 공간(SO)에서 다시 유속이 느려지면서 서서히 이동하여 상기 가스 배출 배관(14)을 통해 집진기로 배출되는 것이다. Subsequently, the exhaust gas passing through the internal space S D of the preheating
이와 같은 배기 가스의 유동 특성은 원재료 입자를 회수하는데 있어서 중요하다. 구체적으로, 전술한 바와 같이 예열 드럼(60)의 내부 공간(SD)을 통과하는 배기 가스의 유속은 상대적으로 빠르기 때문에 미세한 원재료 입자들은 비산되어 배기 가스와 함께 유동할 가능성이 있다. Such flow characteristics of the exhaust gas are important for recovering the raw material particles. Specifically, as described above, since the flow rate of the exhaust gas passing through the internal space S D of the preheating
그런데, 배기 가스가 배출실(50)의 내부 공간(SO)에 도달하면서 유속이 느려지기 때문에, 배기 가스 내에 비산되어 있던 입자들이 중력에 의해 다시 낙하하면서 배출실(50)의 하부에 쌓이게 된다. 따라서, 비산된 원재료 입자들이 배기 가스 와 함께 집진기로 빠져 나가는 것을 방지할 수 있다.However, as the exhaust gas reaches the internal space S O of the
본 발명의 위와 같은 특성은 배출실(50)이 마치 사이클론과 같이 동작하도록 하는 것이다. 비록 본 발명에서는 배출실(50)이 사이클론의 기능을 수행하는 것으로 설명되었지만, 또 다른 대안으로서 상기 배출실(50)에 사이클론을 별도로 채용하는 것도 가능하다.The above characteristics of the present invention is to allow the
한편, 상기 공급 호퍼(10)의 하단과 예열 장치(120) 사이에는 원재료를 공급하기 위한 폐쇄형 원료공급수단(400)이 설치된다. 상기 폐쇄형 원료공급수단(400)은 전술한 폐쇄형 원료장입수단(300)과 같이, 외부 공기가 예열 장치(200) 내부로 유입되는 것을 방지하거나 최소화하면서도 원재료를 예열 장치(200) 내부로 공급하는 것이다.On the other hand, between the lower end of the
도 5를 참조하면, 상기 폐쇄형 원료공급수단(400)은 일단이 상기 공급 호퍼(10)의 하단과 연결되고 타단은 상기 배출실(50)을 관통하여 상기 예열 드럼(60)의 입구단까지 연장되어 있는 원료 공급관(16)을 포함한다.Referring to FIG. 5, one end of the closed raw material supply means 400 is connected to the lower end of the
또한, 상기 원료 공급관(16)의 내부에는 회전하는 이송 스크류(401)가 구비되어 있어서, 모터(402)에 의해 회전하면서 상기 공급 호퍼(10)로부터 공급되는 원재료를 상기 예열 드럼(60)의 입구단까지 이송한다.In addition, the
본 발명에 있어서 상기 폐쇄형 원료공급수단과 원료장입수단은 외부 공기의 침투를 최대한 억제하면서 원료를 이송시킬 수 있는 연속적 또는 단속적 수단들을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 단속적으로 개폐되는 개폐 덤퍼를 구비한 원료 공급 장치가 채용될 수도 있다.In the present invention, it is to be understood that the closed raw material supply means and the raw material charging means include both continuous or intermittent means capable of transferring the raw material while suppressing the penetration of external air to the maximum. For example, the raw material supply apparatus provided with the opening-closing dumper which opens and closes intermittently may be employ | adopted.
본 발명에 따르면, 상기 용해로(30)는 불꽃을 분사하는 버너(70)에 의해 용탕(200)을 가열하는 반사로 방식의 로가 채용될 수 있다. 상기 용해로(30)의 내부는 외부와 차단되며, 따라서 용해로(30)의 천정과 용탕(200) 수면 사이에는 다량의 가스가 고온 상태로 머물게 된다.According to the present invention, the melting
더욱 바람직하게, 상기 용해로(30)의 원료 장입구(31)에는 교반기(72)가 설치되어 있어서, 장입되는 원재료가 용탕(200) 내부에 깊숙히 골고루 잠겨서 원활하게 용융되도록 한다.More preferably, the
상기 용해로(30)의 구성은 본 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 금속 소재를 용융시킬 수 있는 종래의 다양한 용해로가 채용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.The configuration of the melting
고온의 가스로 채워지는 상기 용해로(30) 내부의 상부 공간(S)은 연결 배관(18)에 의해 열교환실(80)과 연결된다. 상기 열교환실(80)은 용해로(30) 내부의 배기 가스가 배출되어 일시적으로 모이는 장소로서, 열교환기에 의해 외부 공기의 온도를 상승시켜 상기 버너(70)로 공급하며, 배기 가스의 일부는 가스 유입 배관(12)을 통해 상기 예열 장치(120)로 공급하고, 나머지는 집진기(미도시)로 배출되도록 한다.The upper space S inside the melting
상기 열교환실(80)의 일측에는 흡기 펌프(82)가 설치되는데, 흡기 펌프(82)에 의해 흡입된 외부 공기는 상기 열교환실(80)에서 배기 가스와의 열교환에 의해 온도가 상승된 후, 외부 공기 이송 배관(19)을 따라 용해로(30)의 버너(70)로 공급되며, 공급된 외부 공기는 연소 가스와 혼합됨으로써 버너 점화시 연소 가스의 저 온으로 인해 용해로(30) 내부의 온도가 저하되는 것을 방지한다.An
상기 열교환실(80)의 상부에는 가스 유입 배관(12)의 일단이 연결되고, 가스 유입 배관(12)의 타단은 상기 예열 장치(120)의 유입실(40)로 연장되어 있다. 따라서, 상기 열교환실(80) 내의 배기 가스 중 일부는 상기 가스 유입 배관(12) 따라 예열 장치(120)의 유입실(40)로 유입되고, 나머지는 배관(13)을 통해 집진기(90)로 향한다. One end of the
바람직하게, 상기 가스 유입 배관(12)의 경로 상에는 개폐 밸브(22)가 설치되어 가스 유입 배관(12)을 통해 유입실(40)로 유입되는 배기 가스의 온도를 조절할 수 있도록 한다. 즉, 유동하는 배기 가스의 온도가 지나치게 높은 경우에는 개폐 밸브(22)를 개방하여 외부 공기를 유입시킴으로써 온도를 강하시킬 수 있다.Preferably, the on-off
그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 용융 설비의 재료 예열 장치의 동작을 설명하기로 한다.Then, the operation of the material preheating apparatus of the metal melting plant according to the preferred embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
상기 용해로(30)는 정상적인 작동 상태에서 버너(70)가 간헐적으로 점화되면서 원재료를 용융시킬 수 있는 온도로 적정하게 유지된다. 상기 용해로(30) 내부의 상부 공간(S)에 있는 가스는 고온으로 과열된 상태이다.The melting
이러한 고온의 배기 가스는 연결 배관(18)을 통해 열교환실(80)로 배출되는데, 배출 구동력은 집진기의 흡인력으로 인해 발생한다. This high-temperature exhaust gas is discharged to the
열교환실(80)로 배출된 고온의 배기 가스는 흡기 펌프(82)에 의해 흡입된 외부 공기를 열교환방식에 의해 온도를 상승시키고, 온도가 상승된 외부 공기는 외부 공기 이송 배관(19)을 통해 버너(70)로 공급된다. 따라서, 버너(70)에서는 차가운 연소 가스를 고온의 외부 공기와 혼합시켜 불꽃을 점화하게 된다.The high temperature exhaust gas discharged to the
또한, 열교환실(80)에 있는 배기 가스의 적어도 일부는 상기 가스 유입 배관(12)을 통해 예열 장치(120)의 유입실(40)로 유입되고, 나머지 배기 가스는 배관(13)을 통해 집진기로 배출된다. 본 실시예에서는, 열교환실(80)에 있는 배기 가스의 일부가 예열 장치(120)로 유입되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이것에 한정될 필요는 없으며 열교환실(80) 내부의 배기 가스 전체가 유입실(40)로 유입되는 구성도 가능하다.In addition, at least a part of the exhaust gas in the
한편, 용융되는 금속 원재료는 미리 준비되어 컨베이어 벨트(24)를 통해 공급 호퍼(10)로 투입된다. 투입된 원재료는 공급 호퍼(10) 하부에 연결된 폐쇄형 원료공급수단(400)에 의해 예열 장치(120) 내부로 이송된다. 즉, 원료 공급관(16) 내부에 있는 이송 스크류(401)가 회전하면서 원재료를 밀어 내어 예열 드럼(60)의 입구단(66)까지 이송시킨다. On the other hand, the metal raw material to be melted is prepared in advance and fed into the
상기 예열 장치(120)의 예열 드럼(60) 내주면 상에 공급된 원재료는 경사진 예열 드럼(60)이 회전함에 따라서 입구단에서 출구단 쪽으로 서서히 이동하게 된다. The raw material supplied on the inner circumferential surface of the preheating
이때, 가스 유입 배관(12)을 통해 유입실(40)의 내부 공간(SI)으로 유입된다. 바람직하게, 상기 유입실(40)로 유입되는 배기 가스의 온도는 용융되는 금속 원재료의 특성을 고려하여 적절하게 설정되며, 만약 배기 가스의 온도가 지나치게 높을 경우에는 상기 개폐 밸브(22)를 개방하여 외부 공기를 도입함으로써 배기 가 스의 온도를 강하시킬 수 있다.At this time, the gas flows into the internal space S I of the
상기 유입실(40)로 유입된 배기 가스는 이어서 예열 드럼(60)의 내부 공간(SD)을 통과하면서 원재료를 예열하게 된다. 본 발명에서 배기 가스가 유동하는 구동력은 집진기의 흡인력에 의한 것이지만, 배기 가스의 유동을 더욱 촉진하기 위해서 별도의 송풍팬을 설치하는 것도 무방하다.The exhaust gas introduced into the
앞서 설명한 바와 같이, 예열 드럼(60)의 내부 공간(SD)을 통과하는 배기 가스는 상대적으로 유속이 빠르므로 원재료 내부까지 침투하여 신속하게 예열시킬 수 있다.As described above, since the exhaust gas passing through the internal space S D of the preheating
상기와 같이 예열이 완료된 원재료가 서서히 이동하여 예열 드럼(60)의 출구단에 도달하면 유입실(40) 하부로 낙하하게 되고, 그러면 폐쇄형 원료장입수단(300)에 의해 용해로(30)의 원료 장입구(31)로 장입된다. 즉, 예열된 원재료는 유입실(40)의 하단에서 이송관(302)의 입구로 투입되고, 이어서 이송 스크류(304)의 동작에 의해 이송되어 원료 장입관(41)을 통해 용해로(30)에 장입된다.As described above, when the preheated raw material gradually moves to reach the exit end of the preheating
한편, 상기 예열 드럼(60)을 통과한 배기 가스는 배출실(50)의 내부 공간(SO)에 이르러 유속이 저하되고, 그에 따라 배기 가스 내에 함유되어 있던 비산된 원재료 입자들은 하부로 낙하하여 회수관(51)에 축적되게 된다. 이렇게 축적된 원재료는 필요시마다 로터리 밸브(52)를 개방하여 회수관(51)을 통해 회수할 수 있다. 또한, 유속이 느려진 배기 가스는 가스 배출 배관(14)을 통해 집진기로 배출된다. On the other hand, the exhaust gas passing through the preheating
상기 용해로(30) 내부로 장입된 원재료는 교반기(72)에 의해 교반되면서 용탕(200) 내부로 깊숙히 잠겨서 용융된다. 이때, 원재료는 이미 어느 정도까지 예열이 된 상태이기 때문에 용융은 매우 신속하게 골고루 진행될 수 있다. The raw material charged into the melting
상기와 같은 과정에 따라 원재료가 용융되면서 용탕(200)의 수면이 미리 설정된 소정 수준에 도달하면, 용해로(30)의 출탕구(미도시)를 개방하고 용탕을 출탕시키게 된다.When the raw material is melted and the water surface of the
비록 본 발명은 구체적인 도면을 예시하여 설명되었으나, 이러한 도면의 구성요소로 한정되어서는 아니되며, 다양한 변형예가 있을 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 예열 드럼의 입구단은 배출실 측에 형성되는 것이 아니라 유입실 측에 형성될 수도 있다. 이 경우 원료공급수단과 원료장입수단 역시 위치가 변경될 수 있다. Although the present invention has been described with reference to specific drawings, the present invention is not limited to the components of the drawings, and of course, there can be various modifications. For example, as described above, the inlet end of the preheating drum may not be formed at the discharge chamber side but may be formed at the inlet chamber side. In this case, the location of the raw material supply means and the raw material loading means may also be changed.
본 발명은 아래에 첨부된 도면들을 참조로 상세히 설명되지만 본 발명이 이러한 도면들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.The invention is described in detail with reference to the accompanying drawings below, but the invention should not be construed as being limited by these figures.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재료 예열 장치가 채용된 금속 용융 설비의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a metal melting apparatus employing a material preheating device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재료 예열 장치의 구성을 보여주는 정면도이다.2 is a front view showing the configuration of a material preheating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재료 예열 장치의 구성을 보여주는 평면도이다.3 is a plan view showing the configuration of a material preheating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재료 예열 장치에 채용된 폐쇄형 원료장입수단의 구성을 보여주는 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the closed raw material charging means employed in the material preheating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재료 예열 장치에 채용된 예열 드럼과 폐쇄형 원료공급수단의 구성을 보여주는 도면이다.5 is a view showing the configuration of the preheating drum and the closed raw material supply means employed in the material preheating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재료 예열 장치의 동작시 배기 가스의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the flow of the exhaust gas during the operation of the material preheating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 참조번호에 대한 설명><Description of Major Reference Numbers in Drawing>
10: 공급 호퍼 12: 가스 유입 배관10: supply hopper 12: gas inlet piping
13: 배관 14: 가스 배출 배관13: piping 14: gas exhaust piping
16: 원료 공급관 18: 연결 배관16: raw material supply pipe 18: connection piping
120: 예열 장치 22: 개폐 밸브120: preheater 22: on-off valve
24: 컨베이어 벨트 30: 용해로24: conveyor belt 30: melting furnace
31: 원료 장입구 40: 유입실31: raw material charging hole 40: inlet chamber
41: 원료 장입관 50: 배출실41: raw material charging pipe 50: discharge chamber
51: 회수관 52: 로터리 밸브51: return pipe 52: rotary valve
60: 예열 드럼 61: 회전링부재60: preheating drum 61: rotary ring member
62: 회전 롤러 63: 베어링62: rotary roller 63: bearing
64: 회전축 65: 회전 모터64: rotary shaft 65: rotary motor
66: 입구단 67: 출구단66: inlet end 67: outlet end
68: 브라켓 70: 버너68: bracket 70: burner
80: 열교환실 82: 흡기 펌프80: heat exchange chamber 82: intake pump
100: 베이스 프레임 200: 용탕100: base frame 200: molten metal
300: 폐쇄형 원료장입수단 302: 이송관300: closed raw material loading means 302: transfer pipe
304: 이송 스크류 400: 폐쇄형 원료공급수단304: feed screw 400: closed raw material supply means
401: 이송 스크류401: feed screw
Claims (9)
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