KR101173499B1 - 용융 슬래그의 조립화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상면에 낙하하는 용융 슬래그를 입자 슬래그로 변환시키고, 상기 입자 슬래그를 비산시키는 회전 원판부; 상기 회전 원판부의 측면에 이격된 상태로 위치되고, 상기 회전 원판부로부터 비산된 입자 슬래그와 충돌하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 이동시키는 회전 드럼부; 및 상기 회전 드럼부를 향하여 위치되어 상기 회전 드럼부에 냉각수와 압축공기의 혼합물을 분사하는 분사 노즐부를 포함하되, 상기 혼합물이 분사된 회전 드럼부는 냉각되어, 상기 충돌된 입자 슬래그를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 장치를 개시한다. 상기와 같은 용융 슬래그의 조립화 장치는 조립화된 입자 슬래그의 재융착 및 장치의 벽면에 입자 슬래그의 부착을 방지한다.

Description

용융 슬래그의 조립화 장치{APPARATUS FOR GRANULATION OF MELTING SLAG}
본 발명은 융융 상태의 슬래그를 입자 형태로 변환시키는 용융 슬래그의 조립화 장치에 관한 것으로서, 특히, 보다 안정적으로 조립화된 상태로 입자 슬래그를 후속공정으로 공급할 수 있는 용융 슬래그의 조립화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 융융 상태의 슬래그는 1400℃ 정도의 온도를 갖는다. 이러한 용융 슬래그는 많은 양의 열에너지를 보유하고 있다. 이로 인해, 용융 슬래그로부터 열에너지를 회수하고, 회수한 열에너지를 이용하는 것이 관련 산업에서는 에너지의 효율 향상 측면에서 중요한 것으로 인식되고 있다. 용융 슬래그가 보유한 열에너지의 회수는 일반적으로 용융 슬래그를 직경 5㎜ 이내로 입자화하여 표면적을 향상시킨 후에, 적절한 냉각 매체와 열교환시킴으로써 이루어지고 있다.
하지만, 반용융 상태의 입자 슬래그는 고온 상태이고, 높은 표면의 점성을 갖는다. 이때, 입자 슬래그는 재융착되거나 장치의 벽면에 부착되어 성장한다. 이로 인해, 장치의 작동이 제한되거나 입자 슬래그와 냉각 유체 사이의 열전달 속도가 저하되는 문제점이 발생되고 있다. 또한, 입자 슬래그 사이의 재융착은 입자 슬래그의 직경을 증대시켜 입자 슬래그의 냉각을 제한한다. 이로 인해, 슬래그 입자 내에서 결정이 성장하게 되어, 슬래그가 시멘트 원료 등과 같은 고부가치의 자원으로 재활용되지 못하게 된다.
슬래그의 재융착을 방지하기 위하여, 입자 슬래그가 비산할 수 있는 공간을 확보하여, 입자 슬래그 간의 접촉을 제한시키고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 이는 냉각매체의 속도를 충분히 높게 할 수 있어 냉각속도를 저하시키고, 냉각 장치의 크기가 증대되어야 한다는 문제점이 있다.
따라서, 입자 슬래그로부터 효율적인 열회수가 구현되기 위하여, 상대적으로 좁은 공간에서도 입자 슬래그의 과도한 열에너지의 손실이 방지되면서, 입자 슬래그 사이의 재융착 또는 입자 슬래그가 장치의 벽면에 부착되는 것을 방지할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명은 용융 슬래그로부터 조립화된 입자 슬래그의 재융착 및 장치의 벽면에 입자 슬래그의 부착을 방지할 수 있는 용융 슬래그의 조립화 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 상면에 낙하하는 용융 슬래그를 입자 슬래그로 변환시키고, 상기 입자 슬래그를 비산시키는 회전 원판부; 상기 회전 원판부의 측면에 이격된 상태로 위치되고, 상기 회전 원판부로부터 비산된 입자 슬래그와 충돌하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 이동시키는 회전 드럼부; 및 상기 회전 드럼부를 향하여 위치되어 상기 회전 드럼부에 냉각수와 압축공기의 혼합물을 분사하는 분사 노즐부를 포함하되, 상기 혼합물이 분사된 회전 드럼부는 냉각되어, 상기 충돌된 입자 슬래그를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 장치를 개시한다.
또한, 상기 회전 원판부와 상기 회전 드럼부 중 적어도 하나는 내부에 냉각수가 유동되어, 냉각된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 장치는 회전 원판부, 회전 드럼부 및 분사 노즐부를 포함하여, 분사 노즐부를 통해 냉각수와 압축공기가 회전 드럼부에 분사된다. 이때, 회전 드럼부는 냉각되어, 회전 원판부로부터 비산된 액적 상태의 입자 슬래그는 회전 드럼부에서 냉각되어 하측으로 유도된다. 이로 인해, 본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 장치는 용융 슬래그의 조립화 과정에서 입자 슬래그 간의 재융착을 방지하고, 안정적으로 추후 공정에 입자 슬래그를 공급한다는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용융 슬래그의 조립화장치를 도시하는 종단면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용융 슬래그의 조립화 장치(100)를 도시하는 종단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 용융 슬래그의 조립화 장치(100)는 회전 원판부(101), 회전 드럼부(102) 및 분사 노즐부(103)를 포함하고, 용융 슬래그(10)를 입자 슬래그(20)로 변환시킨다.
회전 원판부(101)의 상면에는 용융 슬래그(10)가 낙하하여 접촉된다. 이때, 회전 원판부(101)는 회전한다. 이로 인해, 회전 원판부(101)의 상면에서 용융 슬래그(10)는 입자 슬래그(20)로 변환되고, 입자 슬래그(20)는 회전 원판부(101)에 의한 원심력으로 인해 방사방향으로 비산된다. 이때, 입자 슬래그(20)는 액적 상태로 1500℃ 정도의 온도를 갖고, 재응착될 수도 있거나 주변 장치에 부착될 수 있다.
회전 드럼부(102)는 회전 원판부(101)의 측면에 이격되도록 위치되고, 회전 원판부(101)로부터 비산된 입자 슬래그(20)가 회전 드럼부(102)와 충돌한다. 또한, 회전 드럼부(102)는 회전하여, 회전 드럼부(102)와 충돌한 입자 슬래그(20)를 하측으로 유도한다.
분사 노즐부(103)는 회전 드럼부(102)를 향하도록 위치되어, 회전 드럼부(102)에 냉각수와 압축공기의 혼합물을 분사한다. 이때, 회전 드럼부(102)는 혼합물에 의해 냉각되어, 회전 드럼부(102)의 표면과 입자 슬래그(20)의 표면 사이에는 온도차가 유지된다. 이로 인해, 회전 드럼부(102)와 충돌한 입자 슬래그(20)는 냉각된다. 이때 입자 슬래그(20)는 회전 드럼부(102)의 표면에 부착되지 않고, 회전 드럼부(102)의 원심력에 의해 하측으로 유도된다.
앞서 언급된 바와 같이, 회전 드럼부(102)를 냉각시키기 위하여 분사 노즐부(103)에 의해 분사되는 혼합물은 냉각수와 압축공기로 이루어진다. 한편, 압축공기만이 회전 드럼부(102)에 분사되면, 압축공기와 회전 드럼부(102) 표면 사이의 열전달 계수가 낮기 때문에, 회전 드럼부(102)는 냉각되지 아니하고 열을 축적하게 된다. 또한, 냉각수만이 회전 드럼부(102)에 분사되면, 회전 드럼부(102)의 냉각이 과도하게 이루어지고 냉각수의 분사량을 제어하는 데에도 어려움이 따른다.
또한, 분사 노즐부(103)는 회전 드럼부(102)에 대한 냉각 속도를 제어한다. 냉각 속도는 분사 노즐부(103)에서 압축되는 압축공기의 양 또는 흡입되는 냉각수의 양에 따라 제어될 수 있다.
한편, 본 발명의 용융 슬래그의 조립화 장치(100)의 회전 원판부(101) 및 회전 드럼부(102) 중 적어도 하나의 내부에 냉각수가 유동될 수 있다. 이로 인해, 회전 원판부(101) 및 회전 드럼부(102)는 냉각된 상태로 유지될 수 있다.
회전 원판부(101) 및 회전 드럼부(102) 모두의 내부에 냉각수가 유동되는 경우, 회전 원판부(101)의 상면에 접촉되는 용융 슬래그(10)는 입자 슬래그(10)로 변환될 때, 입자 슬래그(20)의 표면은 고체 상태로 응고되고, 내부는 용융 상태로 유지되어 열에너지를 보유하고 있다. 또한, 회전 원판부(101)로부터 비산된 입자 슬래그(20)는 회전 드럼부(102)와 충돌하여, 추가적으로 냉각된다.
이때, 노즐 분사부(103)는 회전 드럼부(102)에 냉각수와 압축공기의 혼합물을 분사하여 회전 드럼부(102)를 냉각시켜 입자 슬래그(20)를 추가적으로 냉각시킬 수도 있지만, 입자 슬래그(20)에 직접 냉각수와 압축공기의 혼합물을 분사하여 입자 슬래그(20)를 냉각시킬 수 있다.
회전 원판부(101)의 내부에만 냉각수가 유동되는 경우, 회전 원판부(101)의 상면에 접촉되는 용융 슬래그(10)는 입자 슬래그(20)로 변환될 때, 입자 슬래그(20)의 표면은 고체 상태로 응고되고, 내부는 용융 상태로 유지되어 열에너지를 보유하고 있다. 또한, 회전 원판부(101)로부터 비산된 입자 슬래그(20)는 분사 노즐부(103)에 의해 냉각된 회전 드럼부(102)와 충돌하여, 추가적으로 냉각된다. 또한, 회전 원판부(101)에서 내부로 냉각수가 유입되거나 배출되는 대신에 별도의 냉각 장치가 설치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 용융 슬래그의 조립화 장치(100)는 입자 슬래그(20)를 회전 드럼부(102) 및 주변 장치에 부착시키지 않고, 안정적으로 후속적인 공정에 투입할 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 용융 슬래그의 조립화 장치
101: 회전 원판부 102: 회전 드럼부
103: 분사 노즐부

Claims (2)

  1. 상면에 낙하하는 용융 슬래그를 입자 슬래그로 변환시키고, 상기 입자 슬래그를 비산시키는 회전 원판부;
    상기 회전 원판부의 측면에 이격된 상태로 위치되고, 상기 회전 원판부로부터 비산된 입자 슬래그와 충돌하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 이동시키는 회전 드럼부; 및
    상기 회전 드럼부를 향하여 위치되어 상기 회전 드럼부에 냉각수와 압축공기의 혼합물을 분사하는 분사 노즐부를 포함하되,
    상기 혼합물이 분사된 회전 드럼부는 냉각되어, 상기 충돌된 입자 슬래그를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 원판부와 상기 회전 드럼부 중 적어도 하나는 내부에 냉각수가 유동되어, 냉각된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 장치.
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