KR100932725B1 - 소성광물질의 팝스톤 제조방법 - Google Patents

소성광물질의 팝스톤 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 팽창성 광물질에 순간 초고온 열처리과정을 거치게 하여 건축용 보온, 단열방음재와 농, 원예용 상토자재 및 육묘, 조경용 인공토양 등으로 활용될 수 있는 팝스톤의 제조방법에 관한 것으로써, 원석투입용 바스켓 컨베어에 팽창성 광물질인 재료원석을 투입하면 로터리킬런으로 이송되어 건조 및 350℃의 예열과정을 거친 뒤, 바스켓 컨베어에 의해서 수직 승강되어 소성로 상부의 믹서탱크로 투입된 다음, 1200℃정도의 소성 팽창로에 투입되어 소성팽창공정을 거친 뒤 입도별로 두기의 싸이클론에 흡입되면서 팽창과정을 거쳐 열교환기의 작동에 의해서 250℃정도로 식혀져 저장홉퍼에 저장된 후 창고로 이송되며, 열교환기를 통과한 배가스는 벡필터에 유독성분이 걸러진 다음 I.D팬(FAN)의 작동에 의해 연돌을 통하여 대기중으로 방사되는 팝스톤 제조공정에 있어서 소성 팽창로의 팽창석을 싸이클론으로 흡입하는 방법을 SNS 310 1600℃에 견딜 수 있는 파이프라인을 2개로 구비하여 입도별 비중차이를 이용하여 흡입팽창 시킴으로써 경량 팝스톤과 중량 팝스톤을 소성팽창과정에서 분리할 수 있도록 함으로써 팽창성 광물질을 이용하여 팝스톤을 제조하는 공정에 있어서의 비효율성을 해소한 소성광물질의 팝스톤 제조방법에 관한 발명이다.
소성 팽창로, 소성 광물질, 팝스톤, 펄라이트

Description

소성광물질의 팝스톤 제조방법{THE MANUFACTURING TECHNIGUE OF POP-STONE'S BY DISTENSIBLE MINERAL MATTERS}
본 발명은 진주석(펄라이트), 질석(버미큘라이트), 불석(제오라이트), 해포석(세피오라이트), 송지암, 흑요석 등의 팽창성 미팽창 화산석을 미립자 또는 과립형태로 분쇄한 후 소성팽창로에 투입시켜 1200℃에서 급노출 시킴으로써 미립자에 합유되어 있던 휘발성분이 가스화하여 연화된 입자의 내부에서 팽창하여 내부기공이 형성되면서 원래 부피의 5~30배로 팽창하게 하여 팝스톤(팽창석을 열을 가하여 튀겨줌으로써 부풀어 오르게 만든 것)을 제조하여 건자재 및 농, 원예용으로 소용될 수 있게 하는 것에 관하여 소성팽창공정에 있어서 소성팽창로와 싸이클론의 유기적 연결작용을 소성팽창로 상부와 하부에 두 개의 파이프를 설비하여 비중이 가벼운 것과 무거운 것을 분리하여 싸이클론의 두 흡입구로 흡입시킴으로써 경량 팝스톤과 중량 팝스톤의 분리제조가 가능하여져 팝스톤 제조에 있어서의 비효율성을 해소한 소성광물질의 팝스톤 제조방법에 관한 발명이다.
본 발명은 팽창성 광물질을 이용하여 소성광물질의 팝스톤을 제조하는 공정에 있어서 소성팽창로 내부에서 1200℃ 이상의 고온에서 원료석의 미립자를 팽창시킬 때 원료석의 미립자의 크기에 상관없이 일률적으로 같은 고열을 가함으로 인하여 비중이 가벼운 미립자는 과 팽창되는 문제점이 있고 비중이 무거운 미립자는 덜 팽창되는 문제점으로 인하여 생산된 팝스톤의 품질저하의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 소성로에는 SNS 310 1600℃에 견딜수 있는 파이프라인을 두 줄로 상,하부에 연결되게 한 다음 싸이클로를 2기로 설치하여 각기 흡입구를 따로 설비하고 소성로의 두 파이프가 연결되게 하여 한쪽 하이프는 비중이 가벼운 팽창물이 흡입되게 하고 다른 한쪽 파이프는 비중이 무거운 것을 흡입되도록 함으로써 소성로 내부에는 소성된 비중이 가벼운 소성물을 상부로 부유될 때 상부관으로 흡입팽창되고, 비중이 무거운 소성물질을 소성로 하부로 침전될 때 하부관에서 흡입팽창되게 함으로써 양질의 제품을 생산할 수 있는 소성광물질의 팝스톤 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 팽창성 광물질을 이용하여 팝스톤을 제조하는 방식에 있어서 소성 로와 싸이클론의 연계적 작동시스템을 투 파이프 흡입팽창방식을 적용시킴으로써 기존의 비중을 차이에 의한 차별적 소성온도적용을 시키지 못함으로 인한 불량 팝스톤발생률을 해소하였으며 팽창성 광물질의 팽창 소성공정 전에 입도별 크기로 분류하는데에 따른 비효율성 등을 해소함으로써 순공정의 고품질의 팝스톤의 생산을 가능케 하여 준다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 소성광물질의 팝스톤 제조를 위한 설비조합의 평면도를 도시하였는데, 원료석분 투입용 바스켓 컨베어(10a)에 원료석분인 진주석(펄라이트), 질석(버미큘라이트), 불석(제오라이트), 해포석(세피오라이트), 송지암, 흑요석, 경석 등을 석분의 형태로 수평으로 투입하면 도 2의 바스켓 컨베어에서 소성로까지의 정면도에 도시된 바스켓 컨베어(10a) 내부의 수직이송 바스켓(20)에 담겨져 수직상승이송되어 토출구(21)를 통하여 로터리 킬른(11)에 투입되어 원료석분의 건조 및 예열과정을 거치게 되는데, 예열과정의 온도는 350℃정도이며 약 2분 40초 정도 소요가 되고, 로터리 킬른(11)에서 건조 및 예열이 끝난 원료석분은 다시 소성팽창로(12) 투입용 바스켓 컨베어(10b)의 수직이송 바스켓(20)에 담겨져 소성팽창로(12)의 윗부분에 위치한 토출관(21)에 의해 원료석분홉퍼(30a)에 이송되어 다시 한번 하부의 소성로(30b)와 연결된 폐열이송관(22)을 통하여 올라오는 폐열에 의해 2차 건조 및 예열과정을 거친 후 하부의 소성로(30b)에 투입되어 1200℃의 온도에서 2~3초 정도 급노출을 시킴으로써 원료석분의 휘발성분이 증발하면서 팽창되어 1차로 부풀어 오른 뒤, 소성로(30b)에 유입되어 소성발포된 팝소톤 중, 가벼워서 소성로(30b)의 경량 팝스톤 흡입파이프(30c)와 연결된 사이클론(13a)의 힘에 의해 상부로 흡입되는 팝스톤(40c1)과, 소성로(30b) 상부의 파이프(30c)와 연결된 사이클론(13a)에 흡입되지 않고 무거워서 하부로 떨어져 소성로(30b)의 측하부에 형성된 파이프(30d)와 연결된 사이클론(13b)에 의해 흡입되는 팝스톤(40d1)으로 분리함으로써, 원료석분의 종류에 따라서 비중이 중량인 것은 5~10배 정도, 경량인 것은 최고 30배까지 확장 부풀어 오른 뒤 싸이클론(13a)(13b)의 팝스톤 박스(31a)(31b)에 저치된 후 완성 팝스톤 저장홉퍼(14)에 저장되었다가 창고로 포장이송을 함으로써 팝스톤 제조가 완성된다.
상기에 있어서 싸이클론(13a)(13b)의 1200℃정도의 고열을 열교환기(15)에서 250℃정도로 낮추어 주는 기능을 하며 열교환 과정에서 소성로(30b)로부터 싸이클론(13a)(13b)을 거쳐 빠져나온 배가스는 열교환기(15)를 거쳐 벡필터(16)에서 Co가스 및 염산(HCl)가스 그리고 비산먼지 등이 집진되어 걸러진 후 I.D FAN(17)의 작동에 의해서 연돌(STACK)(18)을 통하여 대기중으로 방출되는 과정을 거친다.
상기와 같은 소성광물질의 팝스톤 제조공정에 있어서 도 3은 본 안출의 실시를 위한 측면도를 나타내고 있는 바, 원료석홉퍼(30a)와 소성로(30b)가 상,하 일체로 조합되어 있는 소성팽창로(12)의 좌측에는 싸이클론(13a)(13b) 두 기가 연접되어 하부의 팝스톤박스(31a)(31b)와 교합되어 있고 완성 팝스톤 저장홉퍼(14)가 좌측에 배치되어 있는데, 두 기의 싸이클론(13a)(13b)과 연결된 파이프(30c)(30d)가 하나의 소성로 상부와 연결되어 지고 다른 하나는 소성로(30b)의 측하부에 연결되어져 있는 것을 알 수 있는데, 이 두개의 파이프(30c)(30d)는 SNS 310 1600℃에 견딜 수 있는 열내구성이 있는 것으로, 원료석홉퍼(30a)로부터 소성로(30b)에 원료석분이 투입되어 소성팽창된 팝스톤을 입도별 비중에 따라 두부류로 분리하여 흡입하는 기능을 수행하는 것이다.
도 4는 소성로(30b)와 싸이클론(13a)(13b)의 상호 기능적 작용관게에 관한 측단면도를 나타내는데 원료석홉퍼(30a)에는 경량의 원료석(40c)과 중량의 원료석(40d)이 혼재되어 있다가 1200℃의 고온의 소성로(30b) 입구로 투입되면 2~3초 이내에 소성발포가 되면서 팽창이 되는데, 이 과정에서 경량의 원료석(40c)은 소성로(30b) 상층부에서 대부분 소성발포되어 제 1버너(40a)와 제 2버너(40b)의 상부화엽압력에 의해 부유되는데, 이때 제 1버너(40b) 윗부분에서는 경량원료석(40c)의 대부분이 소성발포 및 부유되므로 제 1싸이클론(13a)에서 소성로(30b) 상부와 연결된 경량 팝스톤 흡입파이프(30c)를 통하여 강하게 흡입식으로 빨아 당겨지는 힘에 의하여 1차로 소성발포된 경량 팝스톤(40c1)이 제 1싸이클론(13a)으로 빨려들어가면서 2차적으로 각 원료석의 최대 팽창한도까지 팽창되어 진 후 열교환기(15)의 작동에 의해서 1200℃에서 250℃로 낮추어 진 뒤에 제 1팝스톤 박스(31a)에 임시로 저치되어 식혀진 뒤 완성 팝스톤 저장홉퍼(14)에 저장된다.
또한 중량원료석(40d)은 소성발포에 약간의 시간 소요가 더 진행됨으로 소성로(30b) 하부의 제 2버너(40a)를 거치면서 소성발포되어 지면 제 2싸이클론(13b)를 통하여 흡입되면서 경량 팝스톤(41c1)과 같은 작동기능과정에 의해서 제 2팝스톤 박스(31b)에 저치 후 완성 팝스톤 저장홉퍼(14)에 저장됨으로써 중량 팝스톤(40d1)의 제조가 완료되는데 이와 같은 본 안출의 실시에 의하여 기존의 소성팽창 작업공정에 앞서 원료석을 입도별로 일일이 분류하는데 따른 제조공정상의 비효율성이 해소 되었으며 소성과정에서 입도별로 소성시간 및 온도가 다름으로 인한 불량발생률을 해소한 소성광물질의 팝스톤 제조방법에 관한 발명이다.
도 1은 소성광물질의 팝스톤 제조를 위한 설비조합의 평면도,
도 2는 바스켓 컨베어에서 소성로까지의 정면도,
도 3은 소성로에서 저장홉퍼까지의 측면도,
도 4는 소성로와 싸이클론의 측단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(10a)(10b)--바스켓 컨베어 (11)--로터리 킬른
(12)--소성팽창로 (13a)(13b)--싸이클론
(14)--완성 팝스톤 저장홉퍼 (15)--열교환기
(16)--벡 필터 (17)--I.D FAN
(18)--연돌 (20)--수직 이송바스켓
(21)--토출관 (22)--패열 이송관
(30a)--원료석홉퍼 (30b)--소성로
(30c)--경량 팝스톤 흡입파이프 (30d)--중량 팝스톤 흡입파이프
(31a)--제 1팝스톤 박스 (31b)--제 2팝스톤 박스
(40a)--제 1버너 (40b)--제 2버너
(40c)--경량 원료석 (40d)--중량 원료석
(40c1)--경량 팝스톤 (40d1)--중량 팝스톤

Claims (2)

  1. 바스켓 컨베어(10a)(10b)에 의해 투입 및 이송되어지는 팽창성 광물질의 원료석분을 로터리 킬른(11)에서 건조 및 350℃의 예열과정을 거친 후 소성로(30b)에 투입하여 1200℃의 고열에 순간노출시키는 방법에 의하여 소성로(30b) 내부의 상부와 하부에서 차별적으로 원료석분의 비중의 차이에 따라 소성발포되게 한 후 소성로(30b) 상부와 하부에 사이클론(13a)(13b)으로 연결되는 파이프(30c)(30d)를 각 1개씩 설비하는데,
    1개의 사이클론(13a)과 연결된 1개의 경량 팝스톤 흡입파이프(30c)는 소성로 상부와 연결하고, 또다른 1개의 사이클론(13b)과 연결된 1개의 중량 팝스톤 흡입파이프(30d)는 소성로(30b)의 측하부에 연결하여,
    소성로(30b)에 유입되어 소성발포된 팝소톤 중, 가벼워서 소성로(30b)의 경량 팝스톤 흡입파이프(30c)와 연결된 사이클론(13a)의 힘에 의해 상부로 흡입되는 팝스톤(40c1)과, 소성로(30b) 상부의 파이프(30c)와 연결된 사이클론(13a)에 흡입되지 않고 무거워서 하부로 떨어져 소성로(30b)의 측하부에 형성된 파이프(30d)와 연결된 사이클론(13b)에 의해 흡입되는 팝스톤(40d1)으로 분리하여 각기의 싸이클론(13a)(13b)의 팝스톤박스(31a)(31b)에 저치한 후, 열교환기(15)의 작용에 의해 온도를 식힌 후 완성 팝스톤 저장홉퍼(14)에 저장 후 포장하여 창고로 투입하는 방식의 소성광물질의 팝스톤 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    소성로(30b) 상부와 하부에 싸이클론(13a)(13b)으로 연결되는 두 개의 파이프(30c)(30d)를 동시에 설비하여 팽창성 광물질의 원료석분의 비중차에 의한 차별적 소성발포에 의해, 소성로(30b)에 유입되어 소성발포된 팝소톤 중 가벼워서 소성로(30b)의 경량 팝스톤 흡입파이프(30c)와 연결된 사이클론(13a)의 힘에 의해 상부로 흡입되는 팝스톤(40c1)과, 소성로(30b) 상부의 파이프(30c)와 연결된 사이클론(13a)에 흡입되지 않고 무거워서 하부로 떨어져 소성로(30b)의 측하부에 형성된 파이프(30d)와 연결된 사이클론(13b)에 의해 흡입되는 팝스톤(40d1)으로 분리하는 방식의 소성광물질의 팝스톤 제조방법.
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