KR101077113B1 - Vacuum reaction tube - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공식 반응관에 관한 것이며, 상세하게는 환원로로부터 공급된 열을 내부가 중공된 분리판을 사용하여 반응관 본체의 내면으로부터 반응관 본체 중심까지 복사 열전달시킴으로써, 원료 광석의 반응이 완료되기까지 걸리는 시간을 단축시켜 마그네슘 증기의 생산량을 증가시킬 수 있는 진공식 반응관에 관한 것이다. 본 발명은 진공 열환원 제련 공정을 위해 열환원로에 사용되는 진공식 반응관에 있어서, 원통 형상으로서 환원로를 관통하여 환원로 내부에 위치되고, 원료 광석이 수용되어 가열되는 반응관 본체; 반응관 본체의 중심축에 위치된 원통형 파이프; 및 원통형 파이프와 반응관 본체 사이에 위치하여 반응관 본체의 내주면을 연결하여 반응관 본체의 내부 공간을 분리하는 복수 개의 분리판들을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vacuum reaction tube, and in particular, by radiant heat transfer from the inner surface of the reaction tube body to the center of the reaction tube body using a separator plate having a hollow inside, the reaction of the raw ore is reduced. It relates to a vacuum reaction tube that can shorten the time to completion to increase the production of magnesium vapor. The present invention relates to a vacuum reaction tube used in a heat reduction furnace for a vacuum heat reduction smelting process, comprising: a reaction tube body which is located in a reduction furnace through a reduction furnace as a cylindrical shape and receives ore of raw material ores; A cylindrical pipe located at the central axis of the reaction tube body; And a plurality of separation plates positioned between the cylindrical pipe and the reaction tube body to connect the inner circumferential surface of the reaction tube body to separate the internal space of the reaction tube body.

진공, 반응관, 분리판, 중공, 다공판, 복사 Vacuum, Reaction Tube, Separator, Hollow, Perforated, Radiant

Description

진공식 반응관{VACUUM REACTION TUBE}Vacuum reaction tube {VACUUM REACTION TUBE}

본 발명은 진공식 반응관에 관한 것이며, 상세하게는 환원로로부터 공급된 열을 내부가 중공 상태인 분리판을 사용하여 반응관 본체의 내부에 위치된 원료 광석에 고르게 복사 열전달시킴으로써, 원료 광석의 열환원반응이 완료되기까지 걸리는 시간을 단축시켜 마그네슘 증기의 생산량을 증가시킬 수 있는 진공식 반응관에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum reaction tube, and in particular, by radiant heat transfer evenly to the raw material ore located inside the reaction tube body using a separator plate having a hollow inside of the heat supplied from the reduction furnace, The present invention relates to a vacuum reaction tube that can shorten the time required for the heat reduction reaction to be completed to increase the production of magnesium vapor.

일반적으로, 원료 광석으로부터 마그네슘 증기를 생산하는 열환원 제련 공정은 다음과 같이 진행된다. 마그네슘 제련 공정에서 사용되는 원료 광석(1)은 소성 돌로마이트 광석과 페로실리콘이 혼합된 것이다. 이때, 원료 광석(1)은 단광 상태이다.In general, the thermal reduction smelting process for producing magnesium vapor from raw ore proceeds as follows. The raw ore 1 used in the magnesium smelting process is a mixture of calcined dolomite ore and ferrosilicon. At this time, the raw ore 1 is in a briquetting state.

반응관(20) 내에 수용된 원료 광석(1)은 환원로(10)로부터 열(Q)을 공급받아 반응온도에 도달하면 마그네슘 증기를 생산한다. 이때, 열(Q)은 환원로(10)에 설치된 버너(11)에 의해 공급된다. 또한, 반응관(20)에 연결된 진공펌프(미도시)에 의해 반응관(20)은 조업중에 진공상태가 유지된다. The raw material ore 1 accommodated in the reaction tube 20 receives the heat Q from the reduction furnace 10 to produce magnesium vapor when the reaction temperature is reached. At this time, the heat Q is supplied by the burner 11 installed in the reduction furnace 10. In addition, the reaction tube 20 is maintained in a vacuum state during operation by a vacuum pump (not shown) connected to the reaction tube 20.

환원로(10) 내의 열(Q)은 반응관(20)의 내주면에 위치된 원료 광석(1)으로부 터 반응관(20)의 중심에 위치된 원료 광석(1)으로 전달된다. 이때, 열전달 방식은 인접한 원료 광석(1) 간의 접촉에 의한 전도 및 인접한 원료 광석(1) 간에 형성된 공극을 통한 복사에 의한 열전달이다. 인접한 원료 광석(1) 간에 형성된 공극은 매우 작기 때문에, 반응관(20) 내의 원료 광석(1)은 대체로 전도에 의해 열전달되어 가열된다. Heat (Q) in the reduction furnace 10 is transferred from the raw ore (1) located on the inner peripheral surface of the reaction tube 20 to the raw ore (1) located in the center of the reaction tube (20). At this time, the heat transfer method is conduction by contact between adjacent source ores 1 and heat transfer by radiation through pores formed between adjacent source ores 1. Since the voids formed between the adjacent raw material ores 1 are very small, the raw material ores 1 in the reaction tube 20 are generally heat transferred by conduction and heated.

다만, 원료 광석(1)은 열전도도가 낮기 때문에, 반응관(20) 내의 원료 광석(1) 모두가 환원 반응시 필요한 반응온도에 도달하기까지 매우 긴 시간이 필요하다. 통상적으로, 반응온도에 도달하기까지 소요되는 시간은 통상 조업 준비시간을 포함하여 1회 조업하는데 총 12 내지 15시간이 소요된다. 즉, 반응관(20)의 내주면에 위치된 원료 광석(1)으로부터 반응관(20)의 중심에 위치된 원료 광석(1)으로 열이 전달되어, 반응이 완료되기까지 걸리는 시간은 12시간 이상이 소요된다. 이에 따라, 원료 광석(1)으로부터 마그네슘 증기의 생산 속도는 반응관(20) 내주면으로부터 반응관(20) 중심까지의 열전달시간이 주요 결정인자로 작용하고 있다.However, since the raw material ore 1 has low thermal conductivity, a very long time is required until all of the raw material ores 1 in the reaction tube 20 reach the reaction temperature required for the reduction reaction. Typically, the time to reach the reaction temperature usually takes 12 to 15 hours to operate once, including the operation preparation time. That is, heat is transferred from the raw material ore 1 located on the inner circumferential surface of the reaction tube 20 to the raw material ore 1 located in the center of the reaction tube 20, and the time taken until the reaction is completed is 12 hours or more. This takes Accordingly, the heat transfer time from the raw material ore 1 to the center of the reaction tube 20 from the inner circumferential surface of the reaction tube 20 acts as a major determinant.

한편, 원료 광석(1)으로부터 생산된 마그네슘 증기는 화살표 방향(F)을 따라 반응관(20)에 연결된 파이프(30)를 통해 외부로 배출된다. 이때 파이프(30)를 유동하는 마그네슘 증기는 파이프(30) 주변에 설치된 냉각라인(40)을 흐르는 냉각수(W)에 의해 냉각된다. On the other hand, magnesium vapor produced from the raw ore 1 is discharged to the outside through the pipe 30 connected to the reaction tube 20 in the direction of the arrow (F). At this time, the magnesium vapor flowing through the pipe 30 is cooled by the cooling water W flowing through the cooling line 40 installed around the pipe 30.

일반적으로, 환원로(10)의 온도가 높을수록, 반응관(20) 내의 원료 광석(1)은 더 많은 마그네슘 증기를 생산한다. 종래의 반응관(20)은 환원로(10) 내의 열에 견디도록 크롬-니켈계 내열강으로 주조되었다. 반응관(20)의 내열온도는 1,150 내 지 1,200℃의 온도 범위이다. 반응관(20)은 내열온도에 제약이 있어, 환원로(10)의 온도는 1,200℃이하로 제한된다.In general, the higher the temperature of the reduction furnace 10, the more raw ore 1 in the reaction tube 20 produces more magnesium vapor. The conventional reaction tube 20 was cast from chromium-nickel heat resistant steel to withstand the heat in the reduction furnace 10. The heat resistance temperature of the reaction tube 20 is in the temperature range of 1,150 to 1,200 ° C. The reaction tube 20 is limited in the heat resistance temperature, the temperature of the reduction furnace 10 is limited to 1,200 ℃ or less.

한편, 반응관(20)은 체적이 클수록 더 많은 원료 광석(1)을 수용할 수 있어, 반응관(20)의 체적이 클수록 반응관(20) 내의 원료 광석(1)은 더 많은 마그네슘 증기를 생산한다. 그러나, 반응관(20)의 내경이 커질수록 원료 광석(1)의 반응이 완료되기까지 걸리는 시간도 증가하기 때문에, 결과적으로는 반응관(20)의 내경이 커질수록 마그네슘 증기의 생산성이 떨어진다. 이 때문에, 종래의 반응관(20)은 내경이 300 mm 이내로 제한된다. On the other hand, the larger the volume of the reaction tube 20 can accommodate more raw ore 1, the larger the volume of the reaction tube 20, the raw material ore 1 in the reaction tube 20 is more magnesium vapor To produce. However, as the inner diameter of the reaction tube 20 increases, the time taken to complete the reaction of the raw material ore 1 also increases. As a result, the larger the inner diameter of the reaction tube 20 decreases the productivity of magnesium vapor. For this reason, the conventional reaction tube 20 is limited to the inner diameter within 300 mm.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, 환원로로부터 공급된 열을 내부가 중공 상태인 분리판을 사용하여 반응관 본체의 내부에 위치된 원료 광석에 고르게 복사 열전달시킴으로써, 원료 광석의 열환원반응이 완료되기까지 걸리는 시간을 단축시켜 마그네슘 증기의 생산량을 증가시킬 수 있는 진공식 반응관을 제공함을 목적으로 한다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the first object of the present invention, the heat supplied from the reduction furnace is located inside the reaction tube body using a separator plate in the hollow state inside It is an object of the present invention to provide a vacuum reaction tube capable of increasing the production of magnesium vapor by shortening the time taken for the heat reduction reaction of the raw material ore to be completed by radiative heat transfer to the raw material ore.

본 발명의 제 2 목적은, 다공판 또는 메쉬 형태의 강판을 분리판으로 사용하고 이러한 분리판을 사용하여 반응관 본체의 내부 공간을 구분함으로써, 환원로의 열이 반응관 본체의 내부 공간에 수용된 원료 광석으로 신속하고 고르게 전달될 수 있도록 하는 진공식 반응관을 제공함을 목적으로 한다. The second object of the present invention is to use a porous plate or a steel sheet in the form of a mesh as a separator and to separate the internal space of the reaction tube body by using such a separator plate, whereby the heat of the reduction furnace is accommodated in the internal space of the reaction tube body. It is an object of the present invention to provide a vacuum reaction tube that can be quickly and evenly delivered to the raw ore.

본 발명의 제 3 목적은, 반응관 본체의 내경을 증가시키는 것을 가능하게 하여, 마그네슘 증기의 생산량을 증가시킬 수 있는 진공식 반응관을 제공함을 목적으로 한다.It is a third object of the present invention to provide a vacuum reaction tube which makes it possible to increase the inner diameter of the reaction tube body and increase the amount of magnesium vapor produced.

본 발명은 진공 열환원 제련 공정을 위해 열환원로에 사용되는 진공식 반응관에 있어서, 원통 형상으로서 환원로를 관통하여 환원로 내부에 위치되고, 원료 광석이 수용되어 가열되는 반응관 본체; 반응관 본체의 중심축에 위치된 원통형 파이프; 및 원통형 파이프와 반응관 본체 사이에 위치하여 반응관 본체의 내주면을 연결하여 반응관 본체의 내부 공간을 분리하는 복수 개의 분리판들을 포함하는 것 을 특징으로 한다.The present invention relates to a vacuum reaction tube used in a heat reduction furnace for a vacuum heat reduction smelting process, comprising: a reaction tube body which is located in a reduction furnace through a reduction furnace as a cylindrical shape and receives ore of raw material ores; A cylindrical pipe located at the central axis of the reaction tube body; And a plurality of separation plates positioned between the cylindrical pipe and the reaction tube body to connect the inner circumferential surface of the reaction tube body to separate the internal space of the reaction tube body.

분리판은 중공 형상이며, 원통형 파이프와 연통되는 것을 특징으로 한다.The separator is hollow in shape and is in communication with the cylindrical pipe.

분리판 및 원통형 파이프는 다공판 또는 메쉬 형태의 강판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The separating plate and the cylindrical pipe are characterized by consisting of a steel sheet in the form of a porous plate or a mesh.

분리판들은 원통형 파이프를 중심으로 방사상으로 배열된 것을 특징으로 한다.The separators are characterized in that they are arranged radially about the cylindrical pipe.

분리판은 부채꼴 기둥 형상인 것을 특징으로 한다. The separator is characterized in that the fan-shaped pillar shape.

본 발명의 제 1 효과는, 환원로로부터 공급된 열을 내부가 중공 상태인 분리판을 사용하여 반응관 본체의 내부에 위치된 원료 광석에 고르게 복사 열전달시킴으로써, 원료 광석의 열환원반응이 완료되기까지 걸리는 시간을 단축시켜 마그네슘 증기의 생산량을 증가시킬 수 있도록 하는 것이다. The first effect of the present invention is that the heat reduction reaction of the raw material ore is completed by radiant heat transfer evenly to the raw material ore located inside the reaction tube body using a separator plate having a hollow inside thereof. By shortening the time it takes to increase the production of magnesium vapor.

본 발명의 제 2 효과는, 다공판 또는 메쉬 형태의 강판을 분리판으로 사용하고 이러한 분리판을 사용하여 반응관 본체의 내부 공간을 구분함으로써, 환원로의 열이 반응관 본체의 내부 공간에 수용된 원료 광석으로 신속하고 고르게 전달될 수 있도록 하는 것이다.The second effect of the present invention is that by using a porous plate or a steel plate in the form of a mesh as a separator plate and separating the internal space of the reaction tube body using such a separator plate, the heat of the reduction furnace is accommodated in the internal space of the reaction tube body. It is to ensure that the ore can be delivered quickly and evenly.

본 발명의 제 3 효과는, 반응관 본체의 내경을 증가시키는 것을 가능하게 하여, 마그네슘 증기의 생산량을 증가시킬 수 있도록 하는 것이다. The third effect of the present invention is to make it possible to increase the inner diameter of the reaction tube body and to increase the production of magnesium vapor.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명 하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공식 반응관의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공식 반응관과 종래의 반응관에 대한 열전달 속도를 비교한 온도-시간 그래프이다. Figure 2 is a schematic perspective view of a vacuum reaction tube according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view A-A of FIG. Figure 4 is a temperature-time graph comparing the heat transfer rate for the vacuum reaction tube and the conventional reaction tube according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명인 진공식 반응관(100)은 반응관 본체(110), 원통형 파이프(120) 및 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)을 포함한다. 본 발명인 진공식 반응관(100)은 환원로(10) 내부에 위치된다. 환원로 내의 열효율을 향상시키기 위해 복수 개의 진공식 반응관(100)들은 환원로(10) 내에 밀집되어 위치될 수 있다. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the vacuum reaction tube 100 of the present invention includes a reaction tube body 110, a cylindrical pipe 120, and a plurality of separation plates 131, 132, and 133. Vacuum reaction tube 100 of the present invention is located inside the reduction furnace (10). In order to improve thermal efficiency in the reduction furnace, the plurality of vacuum reaction tubes 100 may be densely located in the reduction furnace 10.

반응관 본체(110)는 원통형 형상이다. 반응관 본체(110)의 내부에는 원통형 파이프(120)가 위치되고, 원통형 파이프(120)를 중심으로 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)이 방사형으로 위치된다. 반응관 본체(110)에는 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)의 사이에 내부 공간(110a)이 형성되고, 내부 공간(110a)에는 원료 광석(1)이 수용된다. 여기서, 원료 광석(1)은 소성 돌로마이트 광석과 페로실리콘이 혼합된 것이다. 내부 공간(110a) 내의 원료 광석(1)은 환원로로부터 공급된 열(Q)에 의해 반응온도에 도달하면 마그네슘 증기를 생산하고, 생산된 마그네슘 증기는 반응관 본체(110)에 연결된 파이프(140)를 통해 외부로 배출된다.The reaction tube body 110 has a cylindrical shape. A cylindrical pipe 120 is positioned inside the reaction tube body 110, and a plurality of separation plates 131, 132, and 133 are radially positioned around the cylindrical pipe 120. In the reaction tube body 110, an internal space 110a is formed between the plurality of separator plates 131, 132, and 133, and the raw material ore 1 is accommodated in the internal space 110a. Here, the raw ore 1 is a mixture of calcined dolomite ore and ferrosilicon. The raw material ore 1 in the internal space 110a produces magnesium vapor when the reaction temperature is reached by the heat Q supplied from the reduction furnace, and the produced magnesium vapor is connected to the reaction tube body 110. Is discharged to outside.

한편, 원통형 파이프(120)는 반응관 본체(110)의 중심축(AC)에 위치된다. 원통형 파이프(120)는 열전달율을 높이기 위해 복수 개의 작은 구멍들이 형성된 다공 판 또는 메쉬 형태의 강판으로 이루어진다. 원통형 파이프(120)에는 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)이 연결된다. 이때, 원통형 파이프(120)와 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)은 연통된다. On the other hand, the cylindrical pipe 120 is located on the central axis A C of the reaction tube body 110. Cylindrical pipe 120 is made of a porous plate or a steel sheet in the form of a mesh formed with a plurality of small holes to increase the heat transfer rate. The cylindrical pipe 120 is connected to a plurality of separator plates 131, 132, and 133. In this case, the cylindrical pipe 120 and the plurality of separation plates 131, 132, and 133 communicate with each other.

복수 개의 분리판들(131, 132, 133)은 원통형 파이프(120)와 반응관 본체(110의 내주면 사이에 위치된다. 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)은 원통형 파이프(120)와 연통되어, 원통형 파이프(120)에 연결된다. 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)은 상호 간에 이격되고, 원통형 파이프(120)를 중심으로 방사상으로 배열되어, 반응관 본체(110)의 내부 공간(110a)을 분리한다. 한편, 본 실시예에서, 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)의 개수는 도면에 도시된 것에 한정되지 않는다. The plurality of separator plates 131, 132, and 133 are positioned between the cylindrical pipe 120 and the inner circumferential surface of the reaction tube body 110. The plurality of separator plates 131, 132, and 133 are connected to the cylindrical pipe 120. Are in communication with each other and connected to the cylindrical pipe 120. The plurality of separator plates 131, 132, and 133 are spaced apart from each other, and are arranged radially about the cylindrical pipe 120, The internal space 110a is separated in the meantime, in the present embodiment, the number of the plurality of separator plates 131, 132, and 133 is not limited to that shown in the drawing.

분리판(131, 132, 133)은 반응관 본체(110) 중심축(AC)을 중심으로 한 부채꼴 기둥 형상이다. 분리판(131, 132, 133)은 내부가 중공 상태인 형상이다. 분리판(131, 132, 133)은 열전달율을 높이기 위해 복수 개의 작은 구멍들(131b, 132b, 133b)이 형성된 다공판 또는 메쉬 형태의 강판으로 이루어진다. The separation plates 131, 132, and 133 have a fan-shaped pillar shape centering on the central axis A C of the reaction tube body 110. The separation plates 131, 132, and 133 are hollow in shape. The separating plates 131, 132, and 133 are made of a porous plate or a mesh-shaped steel plate in which a plurality of small holes 131b, 132b, and 133b are formed to increase the heat transfer rate.

분리판들(131, 132, 133)은 환원로로부터 공급받은 열(Q)을 중공부분(131a, 132a, 133a)을 통해 반응관 본체(110)의 내부 전체에 대해 고르게 복사 열전달시킴으로써, 내부 공간(110a) 내의 원료 광석(1)이 반응관 본체(110) 내주면으로부터 중심축(AC) 방향으로, 중심축(AC)으로부터 반응관 본체(110) 내주면 방향으로, 및 분리판(131, 132, 133)의 측면 방향 등의 모든 방향에서 열(Q) 전달이 이루어질 수 있도록 한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 진공식 반응관(100)은 중공부분(131a, 132a, 133a) 및 작은 구멍들(131b, 132b, 133b)을 가진 분리판들(131, 132, 133)을 사용하여 열전달 속도를 빠르게 함으로써, 종래보다 원료 광석(1)이 반응온도에 도달하는 시간이 단축될 수 있다. The separation plates 131, 132, and 133 are radiant heat transfer evenly to the entire inside of the reaction tube body 110 through the hollow portions 131a, 132a, and 133a through the heat Q supplied from the reduction furnace. raw ore (1) the reaction tube body 110 with a central axis from the inner circumferential surface (a C) direction, the inner peripheral surface of the center shaft reaction tube body 110 from (a C) direction, and a separation plate (131 in the (110a), The heat (Q) can be transferred in all directions, such as the side direction of the 132, 133. Accordingly, the vacuum reaction tube 100 according to the present embodiment uses the separating plates 131, 132, and 133 having hollow portions 131a, 132a, and 133a and small holes 131b, 132b, and 133b. By speeding up the heat transfer rate, the time for the raw material ore 1 to reach the reaction temperature can be shortened.

한편, 본 실시예에 따른 반응관 본체(110)는 상기 설명된 구성으로 인해 종래의 반응관(20)의 내경보다 적어도 1.8배 큰 내경을 가질 수 있게 된다. 본 발명인 진공식 반응관(100)은 복수 개의 분리판들(131, 132, 133)에 의해 구분된 면적(S)이 종래의 반응관(20)의 단면적과 동일하도록 설계될 수 있다.On the other hand, the reaction tube body 110 according to the present embodiment can have an inner diameter of at least 1.8 times larger than the inner diameter of the conventional reaction tube 20 due to the configuration described above. The vacuum reaction tube 100 of the present invention may be designed such that the area S divided by the plurality of separation plates 131, 132, and 133 is equal to the cross-sectional area of the conventional reaction tube 20.

일반적으로 반응관 본체(110)의 내경이 커질수록 마그네슘 증기의 생산량이 많아진다. 다만, 종래에는 반응관의 내경이 커질수록 원료 광석(1) 모두가 반응온도에 도달하는 시간이 길어지게 되어 반응관 본체(110)의 내경을 300 mm 이내로 제한하였다. 그러나, 본 실시예에 따른 진공식 반응관(100)은 분리판들(131, 132, 133)을 사용하여 원료 광석(1)의 반응이 완료되기까지 걸리는 시간을 단축시킴으로써, 이를 극복하였다.In general, the larger the inner diameter of the reaction tube body 110, the greater the amount of magnesium vapor produced. However, in the related art, as the inner diameter of the reaction tube increases, the time for reaching the reaction temperature of all the raw ores 1 becomes longer, thereby limiting the inner diameter of the reaction tube body 110 to 300 mm or less. However, the vacuum reaction tube 100 according to the present embodiment overcomes this by shortening the time taken for the reaction of the raw ore 1 to be completed by using the separators 131, 132, and 133.

본 발명의 일 실시예에서, 진공식 반응관(100)이 3개의 분리판들(131, 132, 133)을 가지고 내경이 종래의 반응관의 내경보다 1.8배 큰 경우에, 마그네슘 증기의 생산량은 대략 3배 증가한다. 마그네슘 증기 생산량은 원료 광석(1)의 수용된 용량에 비례하고, 반응관 본체(110)에 수용되는 원료 광석(1)의 용량은 반응관 본체(100)의 내경의 제곱에 비례하기 때문이다. In one embodiment of the present invention, when the vacuum reaction tube 100 has three separation plates 131, 132, 133 and the inner diameter is 1.8 times larger than the inner diameter of the conventional reaction tube, the yield of magnesium vapor is Approximately three times increase. This is because the amount of magnesium vapor produced is proportional to the received capacity of the raw material ore 1, and the capacity of the raw material ore 1 contained in the reaction tube body 110 is proportional to the square of the inner diameter of the reaction tube body 100.

한편, 본 발명인 진공식 반응관(100)은 복수 개의 분리판들(131, 132, 133) 의 개수가 증가할수록, 반응관 본체(110)의 내경도 이에 비례하여 증가한다. Meanwhile, in the vacuum reaction tube 100 of the present invention, as the number of the plurality of separation plates 131, 132, and 133 increases, the inner diameter of the reaction tube body 110 also increases in proportion thereto.

도 4는 본 발명의 진공식 반응관(100)과 종래의 반응관(20)의 시간의 경과에 따라 원료 광석(1)이 반응온도에 도달하는 열전달속도를 비교한 것이다. 실험시 사용된 본 발명의 진공식 반응관(100)은 내경이 550 mm, 길이가 3 m이고, 종래 발명의 반응관(100)은 내경이 300mm, 길이가 3m이다. 실험 조건은 반응관의 내경만 상이할 뿐 다른 조건은 동일하다고 가정한다. Figure 4 compares the heat transfer rate at which the raw material ore 1 reaches the reaction temperature with the passage of time of the vacuum reaction tube 100 and the conventional reaction tube 20 of the present invention. The vacuum reaction tube 100 of the present invention used in the experiment has an inner diameter of 550 mm and a length of 3 m, and the reaction tube 100 of the conventional invention has an inner diameter of 300 mm and a length of 3 m. It is assumed that the experimental conditions are different only in the inner diameter of the reaction tube, but the other conditions are the same.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열전달속도 기울기(D550)는 종래 발명에 따른 열전달속도 기울기(D300)보다 크다. 또한 원료 광석(1)이 반응 온도(TR)에 도달하는 시간은 본 발명에 따른 진공식 반응관(1)이 종래 발명(20)보다 빠르다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명인 진공식 반응관(100)은 종래의 반응관(20)보다 내경이 1.8배 증가하였음에도 불구하고, 원료 광석(1)이 반응온도에 도달하는 시간이 단축되었음을 알 수 있다. As shown in FIG. 4, the heat transfer rate gradient D 550 of the present invention is larger than the heat transfer rate gradient D 300 according to the related art. In addition, it can be seen that the time for the raw material ore 1 to reach the reaction temperature T R is faster than that of the vacuum reactor 1 according to the present invention. Accordingly, it can be seen that the vacuum reaction tube 100 of the present invention has a shorter time for reaching the reaction temperature of the raw material ore 1 even though the inner diameter of the conventional reaction tube 20 is increased 1.8 times.

위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명들로부터 얻어질 수 있는 많은 변형 및 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형 및 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.The exemplary embodiments described above are intended to be illustrative, not limiting, in all aspects of the invention. Accordingly, the present invention is capable of many modifications and detailed implementations which may be obtained from those contained within the specification by those skilled in the art. All such modifications and variations are to be considered as within the scope and spirit of the invention as defined by the following claims.

도 1은 환원로에 종래의 반응관이 설치된 설치상태도이다. 1 is a state diagram in which a conventional reaction tube is installed in a reduction furnace.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공식 반응관의 개략적인 사시도이다. 2 is a schematic perspective view of a vacuum reaction tube according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공식 반응관과 종래의 반응관에 대한 열전달 속도를 비교한 온도-시간 그래프이다. Figure 4 is a temperature-time graph comparing the heat transfer rate for the vacuum reaction tube and the conventional reaction tube according to an embodiment of the present invention.

Claims (5)

진공 열환원 제련 공정을 위해 열환원로에 사용되는 진공식 반응관에 있어서,In the vacuum reaction tube used in the heat reduction furnace for vacuum heat reduction smelting process, 원통 형상으로서 환원로를 관통하여 상기 환원로 내부에 위치되고, 원료 광석이 수용되어 가열되는 반응관 본체;A reaction tube body having a cylindrical shape and located inside the reduction furnace through which the raw material ore is accommodated and heated; 상기 반응관 본체의 중심축에 위치된 원통형 파이프; 및 A cylindrical pipe located on a central axis of the reaction tube body; And 상기 원통형 파이프와 상기 반응관 본체 사이에 위치하여 상기 반응관 본체의 내주면을 연결하여 상기 반응관 본체의 내부 공간을 분리하는 복수 개의 분리판들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공식 반응관. And a plurality of separator plates positioned between the cylindrical pipe and the reaction tube body to connect the inner circumferential surface of the reaction tube body to separate the inner space of the reaction tube body. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 분리판은 중공 형상이며, 상기 원통형 파이프와 연통되는 것을 특징으로 하는 진공식 반응관.The separator is hollow, the vacuum reaction tube, characterized in that in communication with the cylindrical pipe. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 분리판 및 상기 원통형 파이프는 다공판 또는 메쉬 형태의 강판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공식 반응관. The separation plate and the cylindrical pipe is a vacuum reaction tube, characterized in that made of a porous plate or a steel sheet in the form of a mesh. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분리판들은 상기 원통형 파이프를 중심으로 방사상으로 배열된 것을 특징으로 하는 진공식 반응관.And the separators are arranged radially about the cylindrical pipe. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 분리판은 부채꼴 기둥 형상인 것을 특징으로 하는 진공식 반응관.The separation plate is a vacuum reaction tube, characterized in that the fan-shaped pillar shape.
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