KR101233690B1 - 개질유황 고화체 제조시스템 - Google Patents

개질유황 고화체 제조시스템 Download PDF

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자이단호진 세키유산교캇세이카센터
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Abstract

본 발명은, 용융유황 탱크(1)로부터의 용융유황과 유황개질제 탱크(2)로부터의 유황개질제를 받아 혼합하여 개질유황을 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 소정의 온도 이상으로 가온하는 개질유황 제조탱크(3)와, 이 개질유황 제조탱크(3)로부터의 개질유황과 세골재 핫빈(4)으로부터의 세골재를 받아 혼합하여 개질유황 중간자재를 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 소정의 온도 이상으로 가온하는 개질유황 중간자재탱크(5)와, 이 개질유황 중간자재탱크(5)로부터의 개질유황 중간자재와 조골재 핫빈(6)으로부터의 조골재를 받아 혼련하는 동시에, 내부의 혼련물을 소정의 온도 이상으로 가온하는 혼련장치(7)와, 이 혼련장치(7)에서 혼련된 자재원료를 받아 저장하고 소정 온도 이상으로 가온하는 동시에, 내부의 자재원료를 계량하여 형틀(36)에 부어넣는 타설장치(8)를 구비하여 이루어지는 것으로, 이에 의해 비위험물(여기서, 비위험물이란, 착화성을 가지지 않는 것 또는 난연성의 것을 의미함)로 취급되어 저장이 가능하고, 운반이 용이한 개질유황 고화체를 제조할 수 있다.
Figure R1020077028999
유황자재, 개질유황

Description

개질유황 고화체 제조시스템{REFORMED SULFUR SOLIDIFIED SUBSTANCE PRODUCING SYSTEM}
본 발명은, 유황개질제로 변성시킨 개질유황을 바인더로서 사용하여 골재를 고화하여 토목용 또는 건설용 자재로 이용할 수 있으며, 비위험물(여기서, 비위험물이란, 착화성이 없는 것 또는 난연성의 것을 의미함. 이하 동일)로 취급되어 저장할 수 있고, 운반이 용이한 개질유황 고화체를 제조하는 개질유황 고화체 제조시스템에 관한 것이다.
근래, 상온에서는 고체이고 소정 온도 이상으로 가열됨으로써 용융하여 유동상태가 되는 자재로서, 상온에서는 고체이고 119℃를 넘으면 용융하는 유황의 성질에 착안하여, 이 유황에 소정의 시료를 배합하여 토목용, 건설용 자재의 하나로서 이용하는 것이 시도되고 있다. 상기 유황을 사용한 유황자재는, 시멘트를 사용하는 통상의 콘크리트와 마무리나 취급이 외관상 유사하기 때문에, 유황 콘크리트 또는 유황 고화체라고 불리는 경우가 있다(예를 들어, 일본특허공개 2004-160693호 공보 참조).
유황자재는 콘크리트에 비하여 고강도이고, 차수성(遮水性)이 뛰어나며, 내산성이 높은 재료로 알려져 있는데, 유황은 착화성을 가지고 있어 위험물(여기서, 위험물이란, 착화성을 가지는 것을 의미함. 이하 동일)로 취급되기 때문에, 현장에서 용융하여 부어넣는 것이 어렵다. 그런데, 대형 해양구조물(어초, 조초(藻礁), 소파(消波)블록 등), 호안 구조물과 같은 경우에는, 유황자재를 사용현장 가까운 곳에서 제조할 필요가 있다. 그래서, 이와 같은 상황을 개선하기 위하여, 용융유황에 첨가제로서 유황개질제를 혼합하여 변성시켜 개질유황을 제조하는 것이 시도되고 있다(일본특허공개 2005-82475호 공보 참조).
하지만, 상술한 유황이나 유황의 개질에 사용하는 첨가제(유황개질제)는, 위험물로서 운반이 어렵고, 또한 그 제조장치는 방폭(防爆)장치일 필요가 있다. 더구나, 제조현장에서의 유황 보관을 위해서도 전용 용융유황 탱크가 필요하다. 따라서, 유황자재를 이용하기 위해서는 운반이나 제조 비용이 올라가게 된다.
또한, 일본특허공개 2005-82475호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 개질유황과 세골재(細骨材)를 혼합하여 용융물상의 개질유황 중간자재를 제조하거나, 이 용융물상의 개질유황 중간자재와 조골재(粗骨材)를 혼합, 고화하여 개질유황 고화체를 제조하는 것이 제안되고 있다. 이 개질유황 중간자재나 개질유황 고화체는 비위험물로 취급되는데, 제조시에 유황을 용융한 상태에서 다루어야 하기 때문에, 그 제조시스템에서는 용융한 유황자재가 저장되는 장소 및 유동하는 배관계의 전체 설비를, 용융유황의 고화점인 119℃ 이상으로 항상 가온하여야 한다. 하지만, 현재의 개질유황 고화체의 제조에서는, 용융한 유황자재가 저장되고 또한 유동하는 전체 설비를 소정 온도 이상으로 항상 가온하는 제조시스템이 제공되지 않는다. 따라서, 안전하고 용이하게 개질유황 고화체를 제조할 수 없다.
그래서, 본 발명은 이와 같은 문제점에 대처하여, 비위험물로 취급되고 저장할 수 있으며 운반이 용이한 개질유황 고화체를 제조하는 개질유황 고화체의 제조시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 개질유황 고화체 제조시스템은, 용융상태의 유황을 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하는 용융유황 탱크와, 상기 용융유황을 변성시키는 유황개질제를 내부에 수용하는 유황개질제 탱크와, 상기 용융유황 탱크로부터의 용융유황과 상기 유황개질제 탱크로부터의 유황개질제를 받아 혼합하여 개질유황을 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하는 개질유황 제조탱크와, 세골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하는 세골재 핫빈(hot bin)과, 상기 개질유황 제조탱크로부터의 개질유황과 상기 세골재 핫빈으로부터의 세골재를 받아 혼합하여 개질유황 중간자재를 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하는 개질유황 중간자재탱크와, 조골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하는 조골재 핫빈과, 상기 개질유황 중간자재탱크로부터의 개질유황 중간자재와 상기 조골재 핫빈으로부터의 조골재를 받아 혼련하는 동시에, 내부의 혼련물을 소정 온도 이상으로 가온하는 혼련장치와, 상기 혼련장치에서 혼련된 자재원료를 받아 저장하고 소정 온도 이상으로 가온하는 동시에, 내부의 자재원료를 계량하여 형틀에 부어넣는 타설(打設)장치를 구비하여 이루어지며, 상기 용융유황 탱크로부터 혼련장치에 이르기까지의 각 장치 사이를 상호 연결시키는 배관계에, 내부의 유동물을 소정 온도 이상으로 가온하는 가열수단을 부가한 것이다.
이와 같은 구성에 의해, 용융유황 탱크에서 용융상태의 유황을 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하고, 상기 용융유황을 변성시키는 유황개질제를 유황개질제 탱크의 내부에 수용해 두며, 개질유황 제조탱크에서 상기 용융유황 탱크로부터의 용융유황과 상기 유황개질제 탱크로부터의 유황개질제를 받아 혼합하여 개질유황을 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하고, 세골재 핫빈에 의해 세골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하고, 개질유황 중간자재탱크에서 상기 개질유황 제조탱크로부터의 개질유황과 상기 세골재 핫빈으로부터의 세골재를 받아 혼합하여 개질유황 중간자재를 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하며, 조골재 핫빈에 의해 조골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 소정 온도 이상으로 가온하고, 혼련장치에서 상기 개질유황 중간자재탱크로부터의 개질유황 중간자재와 상기 조골재 핫빈으로부터의 조골재를 받아 혼련하는 동시에, 내부의 혼련물을 소정 온도 이상으로 가온하고, 타설장치에 의해 상기 혼련장치에서 혼련한 자재원료를 받아 저장하고 소정 온도 이상으로 가온하는 동시에, 내부의 자재원료를 계량하여 형틀에 부어넣는다. 이 때, 상기 용융유황 탱크로부터 혼련장치에 이르기까지의 각 장치 사이를 상호 연결시키는 배관계에 부가된 가열수단에 의해, 배관계 내부의 유동물을 소정 온도 이상으로 가온한다. 이에 의해, 개질유황 고화체의 제조에 있어서, 용융한 유황자재가 저장되거나 유동하는 모든 설비를 소정 온도 이상으로 항상 가온하다.
또한, 상기 타설장치에서 자재원료를 계량하는 계량호퍼(hopper)의 자재원료를 내보내는 송출구의 개폐밸브는, 평판재가 왕복이동하여 개폐하는 게이트 밸브로 한다. 이에 의해, 상기 계량호퍼의 자재원료 송출구에 있어서, 게이트 밸브의 평판재가 자재원료를 밀어자르기식으로 왕복이동하여 확실하게 개폐한다.
또한, 상기 가온하는 소정 온도는 119℃ 이상으로 한다. 이에 의해, 개질유황 고화체의 제조에 있어서, 모든 설비를 용융유황의 고화점인 119℃ 이상으로 항상 가온한다.
청구항 1의 발명에 따르면, 개질유황 고화체의 제조에 있어서, 용융한 유황자재가 저장되거나 유동하는 모든 설비를 소정 온도 이상으로 항상 가온할 수 있다. 따라서, 개질유황 고화체의 제조시에, 유황 또는 개질유황을 용융한 상태로 다룰 수 있다. 이 때문에, 비위험물로 취급하여 저장할 수 있고, 운반이 용이한 개질유황 고화체를 안전하고 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 청구항 2의 발명에 따르면, 계량호퍼의 자재원료 송출구에 있어서, 게이트 밸브의 평판재가 자재원료를 밀어자르기식으로 왕복이동하여 확실하게 개폐할 수 있다. 따라서, 용융한 유황자재가 굳기 쉬운 계량호퍼의 송출구에서, 게이트 밸브가 확실하게 개폐되어 자재원료를 정확하게 계량할 수 있다. 이 때문에, 소정 중량의 개질유황 고화체를 제조할 수 있다.
더구나, 청구항 3의 발명에 따르면, 개질유황 고화체의 제조에 있어서, 모든 설비를 용융유황의 고화점인 119℃ 이상으로 항상 가온할 수 있다. 따라서, 개질유황 고화체의 제조시에 유황 또는 개질유황을 용융한 상태로 다룰 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 개질유황 고화체 제조시스템의 실시예를 나타내는 설명도이다.
도 2는 타설장치에서 자재원료를 계량하는 계량호퍼의 자재원료 송출구에 설치된 게이트 밸브를 나타내는 측면도이다.
**부호의 설명**
1: 용융유황 탱크 2: 유황개질제 탱크
3: 개질유황 제조탱크 4: 세골재 핫빈
5: 개질유황 중간자재탱크 6: 조골재 핫빈
7: 혼련장치 8: 타설장치
10: 제1 열매 가열기 11: 열매체의 공급라인
12: 열매체의 환류라인 27: 골재 계량호퍼
29: 중간자재 계량호퍼 30: 분사 파이프
32: 스킵 버킷(skip bucket) 33: 이송용 스킵장치
34: 서지빈(surge bin) 35: 계량호퍼
36: 형틀 38: 자재원료의 송출구
39: 평판재 40: 구동 실린더
42: 제2 열매 가열기 43: 열매체의 공급라인
44: 열매체의 환류라인
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 개질유황 고화체 제조시스템의 실시예를 나타내는 도면이다. 이 개질유황 고화체 제조시스템은, 유황개질제로 변성한 개질유황을 바인더로서 이용하여 골재를 고화하여 토목용 또는 건설용 자재로서 이용할 수 있으며, 비위험물로 취급되는 개질유황 고화체를 제조하는 것으로, 용융유황 탱크(1)와, 유황개질제 탱크(2)와, 개질유황 제조탱크(3)와, 세골재 핫빈(4)과, 개질유황 중간자재탱크(5)와, 조골재 핫빈(6)과, 혼련장치(7)와, 타설장치(8)를 구비하여 이루어진다.
용융유황 탱크(1)는, 용융상태의 유황을 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물(용융유황)을 소정의 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온하는 것이다. 유황은 통상의 단체(單體) 유황이며, 예를 들어 천연산 또는 석유나 천연가스의 탈황(脫硫)에 의해 생성한 유황 등을 들 수 있다. 용융유황은 예를 들어, 150℃ 온도에서 녹아 있으며, 도시하지 않은 탱크로리로부터 공급 파이프(9)를 통하여 상기 용융유황 탱크(1) 안으로 공급된다. 그리고, 이 용융유황 탱크(1)는 재킷(jacket)식 구조로 되어 있으며, 내부의 용융유황을 가온하는 가열수단이 부가되어 있다. 즉, 상기 용융유황 탱크(1)의 외부에 제1 열매 가열기(10)가 설치되어 있으며, 물이나 그 밖의 열매체를 전기히터 등으로 가열하여, 이 가열된 열매체를 공급라인(1) 및 환류라인(12)에 의해 상기 용융유황 탱크(1)의 재킷식 구조부로 공급하도록 되어 있다.
유황개질제 탱크(2)는, 상기 용융유황을 변성시키는 유황개질제를 내부에 수용하는 것이다. 용융유황을 변성시킨다는 것은, 예를 들어, 유황개질제에 의해 유황을 중합하는 것이다. 상기 유황개질제로서는 예를 들어, 디시클로펜타디엔(DCPD), 테트라하이드로인덴(THI), 또는 시클로펜타디엔과, 그 올리고머(2~5량체 혼합물), 디펜텐, 비닐톨루엔, 디시클로펜텐 등의 올레핀 화합물류의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
개질유황 제조탱크(3)는, 상기 용융유황 탱크(1)로부터의 용융유황과 상기 유황개질제 탱크(2)로부터의 유황개질제를 받아 혼합하여 개질유황을 제조하는 동시에, 내부의 수용물(개질유황)을 소정의 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온하는 것이다. 상기 개질유황 제조탱크(3)의 천장부에는, 용융유황 탱크(1)로부터의 공급 파이프(13)가 연결되는 동시에, 유황개질제 탱크(2)로부터의 공급 파이프(14)가 연결되어 있고, 탱크 내부에는 혼합교반수단으로서 예를 들어, 닻형 회전날개(15)가 설치되어 있다. 여기에서 제조되는 개질유황은, 상기 유황개질제에 의해 유황을 중합한 것으로서, 유황과 유황개질제의 반응물인 것이 바람직하다. 그리고, 이 개질유황 제조탱크(3)는 재킷식 구조로 되어 있으며, 내부의 개질유황을 가온하는 가열수단이 부가되어 있다. 즉, 상술한 제1 열매 가열기(10)로부터의 공급라인(11) 및 환류라인(12)이 개질유황 제조탱크(3)에 접속되어 있으며, 상기 제1 열매 가열기(10)로 가열된 열매체가 공급라인(11) 및 환류라인(12)에 의해 개질유황 제조탱크(3)의 재킷식 구조부로 공급되게 되어 있다.
세골재 핫빈(4)은, 세골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물(세골재) 을 소정 온도(예를 들어, 150℃) 이상으로 가온하는 것이다. 세골재는 골재로서 사용할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로 콘크리트에서 사용되는 골재 예를 들어, 천연석, 모래, 자갈, 규사, 철강 슬래그, 페로니켈 슬래그, 동(銅)슬래그, 금속제조시에 생성되는 부생물, 석탄회, 연료 소각회, 전기 집진회, 용융 슬래그류, 조개껍질 및 이들의 혼합물 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 또한, 실리카흄, 알루미나, 석영가루, 석영질 암석, 점토광물, 활성탄, 글라스 분말이나 이들과 동등한 유해물질을 함유하지 않는 무기계, 유기계 등의 골재도 사용할 수 있다. 이 세골재들 중에서도, 입경분포의 조정이 용이하고 균일한 것을 다량으로 입수하기 쉽다는 점에서, 석탄회, 규사, 실리카흄, 석영가루, 모래, 글라스 분말 및 전기 집진회로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하다. 한편, 상기 세골재는 통상 입경 5mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하의 골재로 이루어진다. 상기 세골재의 입경이 5mm를 넘으면 재용융을 빠르게 할 수 없다. 이와 같은 세골재의 입경 조정은 공지의 기술을 이용할 수 있으며, 예를 들어 체 등으로 조정할 수 있다.
상기 세골재로서 석탄회를 사용하는 경우, 도 1에서 석탄회 사일로(silo)(16) 안에 수용된 석탄회를 로터리 킬른(rotary kiln) 등의 건조 킬른(17) 안에 투입하여 예를 들어 150℃에서 소성하여 건조시키고, 국부적으로 전기히터 등으로 가열된 벨트 컨베어 등의 반송장치(18)에 의해 이송펌프(19)로 이동시켜, 이 이송펌프(19)에서 압송하여 상기 세골재 핫빈(4)으로 보낸다. 그리고, 이 세골재 핫빈(4)도 예를 들어, 측벽부가 전기히터 등으로 가열되어 있으며, 내부의 세골재 를 예를 들어, 150℃ 정도로 가온하도록 되어 있다.
개질유황 중간자재탱크(5)는, 상기 개질유황 제조탱크(3)로부터의 개질유황과 상기 세골재 핫빈(4)으로부터의 세골재를 받아 혼합하여 개질유황 중간자재를 제조하는 동시에, 내부의 수용물(개질유황 중간자재)을 소정 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온하는 것이다. 상기 개질유황 중간자재탱크(5)의 천장부에는, 개질유황 제조탱크(3)로부터의 공급 파이프(20)가 연결되는 동시에, 세골재 핫빈(4)으로부터의 공급 파이프(21)가 연결되어 있고, 탱크 내부에는 혼합교반수단으로서 예를 들어, 닻형 회전날개(15)가 설치되어 있다. 또한, 탱크 내부의 상부에는, 고속으로 회전하는 2개의 회전날개(22)도 설치되어 있다. 이는, 탱크 상부로부터 탱크 내부로 낙하되어 오는 약 150℃ 전후의 건조한 세골재를 확산하고, 앞서 공급된 개질유황과 혼합하기 쉽게 하여, 탱크 내부에서 개질유황과 세골재가 빠르고 균일하게 혼합되도록 하기 위한 것이다.
그리고, 상기 개질유황 중간자재탱크(5)는 재킷식 구조로 되어 있으며, 내부의 개질유황 중간자재를 가온하는 가열수단이 부가되어 있다. 즉, 상술한 제1 열매 가열기(10)로부터의 공급라인(11) 및 환류라인(12)이 개질유황 중간자재탱크(5)에 접속되어 있으며, 상기 제1 열매 가열기(10)로 가열된 열매체가 공급라인(11) 및 환류라인(12)에 의해 개질유황 중간자재탱크(5)의 재킷식 구조부로 공급되도록 되어 있다. 또한, 상기 세골재 핫빈(4)으로부터의 세골재는, 상술한 반송장치(18)와 마찬가지의 반송장치(18')에서 가온되면서 공급 파이프(21)에 의해 공급된다.
여기서 제조되는 개질유황 중간자재에 있어서, 상기 개질유황과 세골재의 혼 합비율은 예를 들어, 2:1 또는 1.5:1이다. 이와 같이 제조된 개질유황 중간자재의 점도는 대략 750mPa·cm 전후가 된다. 또한, 상기와 같이 제조된 개질유황 중간자재에 있어서, 소(小)가스 염(炎)착화 시험에 의해 검정되는 비위험물을 충족시키기 위해서는, 예를 들어 세골재의 배합량을 늘릴수록 달성하기 쉬워진다. 그리고, 상기 개질유황 중간자재탱크(5)의 출구배관(5a) 이후의 배관설비는, 내부의 유동물이 위험물로서 취급되는 기준을 회피할 수 있다.
조골재 핫빈(6)은, 조골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물(조골재)을 소정 온도(예를 들어, 120~130℃) 정도로 가온하는 것이다. 조골재는 골재로서 사용할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상술한 세골재와 마찬가지의 종류의 것을 들 수 있다. 조골재의 입경은 1mm 이상이 바람직하고, 특히 5mm를 넘는 것이 바람직하며, 그 상한은 50mm 이하가 바람직하다. 조골재의 입경이 50mm를 넘으면 제조시의 혼합에 장시간을 요할 우려가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 이와 같은 조골재의 입경 조정에는 공지의 기술을 이용할 수 있으며 예를 들어, 체 등으로 조정할 수 있다.
상기 조골재는, 도 1에서 제1 골재 콜드호퍼(cold hopper)(23a), 제2 골재 콜드호퍼(23b), 제3 골재 콜드호퍼(23c) 각각에 예를 들어, 모래, 슬러그류, 조개껍질 등을 투입해 두고, 이것들을 제1 벨트 컨베어(24a) 및 제2 벨트 컨베어(24b)로 반송하여 로터리 킬른 등의 건조 킬른(25) 안에 투입하고 예를 들어, 150℃로 소성하여 건조시키며, 국부적으로 전기히터 등으로 가열된 핫 엘리베이터(26)에 실어 들어올려서 상기 조골재 핫빈(6)으로 보낸다. 그리고, 이 조골재 핫빈(6)도 예 를 들어 측벽부가 전기히터 등으로 가열되어 있으며, 내부의 조골재를 예를 들어, 120~130℃ 정도로 가온하도록 되어 있다.
혼련장치(7)는, 상기 개질유황 중간자재탱크(5)로부터의 개질유황 중간자재와 상기 조골재 핫빈(6)으로부터의 조골재를 받아 혼련하는 동시에, 내부의 혼련물을 소정 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온하는 것이다. 조골재 핫빈(6)으로부터 배출된 조골재가 골재 계량호퍼(27)로 투입되고, 소정 양만큼 계량된 조골재가 혼련장치(7) 안으로 투입된다. 한편, 개질유황 중간자재탱크(5)로부터의 개질유황 중간자재는, 출구배관(5a)에 연속하여 접속된 공급 파이프(28)를 통하여 중간자재 계량호퍼(29)에 주입되고, 소정 양만큼 계량된 개질유황 중간자재가 분사 파이프(30)를 통하여 스프레이 펌프(도시하지 않음)로 압송되어, 상기 분사 파이프(30) 선단부의 분사구로부터 혼련장치(7) 안으로 분사되도록 되어 있다. 그 후, 이 혼련장치(7) 안에서 조골재와 개질유황 중간자재가 회전날개에 의해 혼련된다. 이 때의 조골재와 개질유황 중간자재의 혼합비율은 예를 들어, 7:3이다. 개질유황 중간자재의 혼합비율이 적은 경우에는 고화가 어렵고, 조골재의 혼합비율이 적은 경우에는 높은 강도를 얻기 어려워, 각각 바람직하지 못하다. 한편, 상기 혼련장치(7)는 재킷식 구조로 되어 있으며, 내부의 혼련물을 가온하는 가열수단이 부가되어 있다.
타설장치(8)는, 상기 혼련장치(7)에서 혼련된 자재원료(혼련물)를 받아 저장하고 소정 온도(예를 들어, 120~130℃) 이상으로 가온하는 동시에, 내부의 자재원료를 계량하여 형틀에 부어넣는 것이다. 혼련장치(7)로부터 배출된 자재원료는, 그 아래쪽에 배치된 쿠션 호퍼(31)에서 일단 받고, 다시 그 아래쪽에 배치된 스킵 버 킷(32) 안으로 투입된다. 이 스킵 버킷(32)은 경사져서 설치된 이송용 스킵장치(33) 위를 이동하여 들어올려지며, 자재원료를 저장하는 서지빈(34) 위쪽에서 회전운동하여 내부의 자재원료가 이 서지빈(34) 안으로 투입된다. 이 서지빈(34) 하부에는, 자재원료를 계량하는 계량호퍼(35)가 접속되어 있으며, 형틀(36)에 부어넣는 자재원료의 소정 양을 계량하도록 되어 있다. 그리하여, 이 서지빈(34)과 계량호퍼(35)에 의해 타설장치(8)를 구성하고 있다. 한편, 상기 쿠션 호퍼(31), 스킵 버킷(32), 서지빈(34) 및 계량호퍼(35)는 예를 들어, 측벽부가 전기히터 등으로 가열되어 있으며, 내부의 자재원료를 예를 들어, 120~130℃ 정도로 가온하도록 되어 있다.
한편, 상기 계량호퍼(35) 아래쪽에 설치되는 형틀(36)은, 진동기(37)의 윗면에 배치되어, 상기 형틀(36) 내부로 떨어져온 자재원료에 진동을 주도록 되어 있으며, 자재원료에 포함되는 공기를 빼내어 냉각고화한 후의 개질유황 고화체의 강도를 향상시키고, 마무리를 깔끔하게 하도록 되어 있다. 상기 형틀(36)의 형상은 패널형, 타일형, 블록형 등을 들 수 있는데, 이것들로 한정되지는 않는다. 또한, 진동으로서 초음파를 발생시켜 성형하여도 된다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 타설장치(8)에서 자재원료를 계량하는 계량호퍼(35)의 자재원료를 내보내는 송출구(38)의 개폐밸브는, 평판재(39)가 왕복이동하여 개폐하는 게이트 밸브로 되어 있다. 즉, 상기 계량호퍼(35) 하단부의 송출구(38)에는, 수평방향으로 평판재(39)가 삽입가능하게 되어 있으며, 공기압 또는 유압 등에 의한 구동 실린더(40)에 의해 상기 평판재(39)를 화살표 A, B와 같이 슬라이드시켜, 밀어자르기식으로 왕복이동시켜 확실하게 개폐하도록 되어 있다. 이는, 개질유황 중간자재의 성질상, 유황의 고화점(119℃) 이상으로 가온시켜 둘 필요가 있기 때문에, 자재원료 송출구(38)의 개폐밸브에서 누설방지용 패킹(실리콘 고무를 포함)을 사용할 수 없고, 또한 일단부의 지지축을 중심으로 회전운동하는 타입의 개폐밸브에서는 타단부측에 자재원료가 부착하여 굳은 경우에는 밸브가 완전히 닫히지 않게 되어, 자재원료가 송출구(38)로부터 빠져버리기 때문이다. 한편, 도 2에서 부호 41은 평판재(39)가 화살표 A, B 방향으로 왕복이동하는 것을 안내하는 지지부재를 나타내고 있다.
이와 같은 시스템 전체의 구조에 있어서, 상기 용융유황 탱크(1)로부터 혼련장치(7)에 이르기까지의 각 장치 사이를 상호 연결하는 배관계는 모두 2중구조로 하고, 그 배관계에는 내부의 유동물을 소정 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온하는 가열수단이 부가되어 있다. 즉, 상기 용융유황 탱크(1)의 외부에 제2 열매 가열기(42)가 설치되어 있고, 물이나 그 밖의 열매체를 전기히터 등으로 가열하여, 이 가열된 열매체를, 공급라인(43) 및 환류라인(44)에 의해 상기 용융유황 탱크(1)로의 용융유황 공급 파이프(9), 이 용융유황 탱크(1)로부터 개질유황 제조탱크(3)로의 용융유황 공급 파이프(13), 이 개질유황 제조탱크(3)로부터 개질유황 중간자재탱크(5)로의 개질유황 공급 파이프(20), 이 개질유황 중간자재탱크(5)로부터 중간자재 계량호퍼(29)로의 개질유황 중간자재 공급 파이프(28), 및 이 중간자재 계량호퍼(29)로부터 혼련장치(7)로 개질유황 중간자재를 보내는 분사 파이프(30) 등으로 공급하며, 또한 상기 혼련장치(7)의 재킷식 구조부에 공급하도록 되어 있다. 이에 의해, 개질유황 고화체의 제조시스템에 있어서, 제조 도중의 유황자재가 유황의 고화점 이상으로 항상 가온되어, 안전하고 용이하게 개질유황 고화체를 제조할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시하지 않았지만, 상술한 개질유황 고화체 제조시스템에 있어서, 상기 용융유황, 개질유황 또는 개질유황 중간자재가 수용되어 있는 부분에 대하여 질소가스를 공급하는 질소가스 발생장치를 부가하여도 좋다. 이 경우에는, 불활성 가스인 질소가스로 밀봉 또는 퍼지(purge)함으로써, 유황의 산화를 방지하는 동시에, 황화수소가 발생하지 않도록 할 수 있다.
이어서, 이와 같이 구성된 개질유황 고화체 제조시스템을 사용하여 개질유황 고화체를 제조하는 상태에 대하여 설명한다. 도 1에서 먼저, 용융유황 탱크(1)에서 용융상태의 유황을 내부에 수용하는 동시에 내부의 용융유황을 소정 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온해 둔다. 한편, 유황개질제 탱크(2)의 내부에는, 상기 용융유황을 변성시키기 위한 유황개질제를 수용해 둔다.
이 상태에서 상기 용융유황 탱크(1)로부터 공급 파이프(13)에 의해 내보내지는 용융유황과, 상기 유황개질제 탱크(2)로부터 공급 파이프(14)에 의해 내보내지는 유황개질제를, 개질유황 제조탱크(3)에서 받아 혼합하여 개질유황을 제조하는 동시에, 내부의 개질유황을 소정 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온하다. 한편, 세골재 핫빈(4)의 내부에는, 세골재를 수용하는 동시에 내부의 세골재를 소정 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온시켜 둔다.
이어서, 상기 개질유황 제조탱크(3)로부터 공급 파이프(20)에 의해 내보내지 는 개질유황과, 상기 세골재 핫빈(4)으로부터 공급 파이프(21)에 의해 내보내지는 세골재를, 개질유황 중간자재탱크(5)에서 받아 혼합하여 개질유황 중간자재를 제조하는 동시에, 내부의 개질유황 중간자재를 소정의 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온하다. 이와 같이 하여 제조된 개질유황 중간자재는 비위험물로 취급되어, 상기 개질유황 중간자재탱크(5)의 출구배관(5a) 이후의 배관설비는, 내부의 유동물이 위험물로서 취급되는 기준을 피할 수 있다.
이어서, 상기 개질유황 중간자재탱크(5)로부터 출구배관(5a) 및 공급 파이프(28)에 의해 내보내지는 개질유황 중간자재를 중간자재 계량호퍼(29)로 계량하고, 분사 파이프(30)를 통하여 혼련장치(7) 안으로 분사한다. 한편, 이에 앞서 조골재 핫빈(6)으로부터 배출된 조골재가 골재 계량호퍼(27)로 투입되어, 소정 양만큼 계량된 조골재가 혼련장치(7) 안으로 투입된다. 이 상태에서 상기 혼련장치(7)에 의해, 개질유황 중간자재탱크(5)로부터의 개질유황 중간자재와 조골재 핫빈(6)으로부터의 조골재를 혼련하는 동시에, 내부의 혼련물을 소정 온도(예를 들어, 119℃) 이상으로 가온해 둔다.
상기 혼련장치(7)에서 혼련된 자재원료는, 스킵 버킷(32) 및 이송용 스킵장치(33)에 의해 이송되어 서지빈(34) 안으로 투입된다. 그리고, 이 서지빈(34)의 하부에 설치된 계량호퍼(35)에서 소정 양의 자재원료가 계량되며, 아래쪽에 설치된 형틀(36)에 부어진다. 그 후, 상기 형틀(36) 안에서 자재원료가 냉각고화하여, 이 형틀(36)에서 규제된 원하는 형상의 개질유황 고화체가 제조된다.
이 제조된 개질유황 고화체는 블록을 비롯하여 각종 구조물로서 이용할 수 있다. 예를 들어, 타일, 블록, 패널재, 바닥재, 어초, 호안 자재, 조장(藻場, submarine forest) 조성용 자재 등으로 이용할 수 있다. 또한, 도로용 제품으로서 도보경계 블록, 평판, 인터로킹(interlocking) 블록 등으로 이용할 수 있다. 더구나, 건설용 제품으로서 어초, 소파(消波) 블록, 방파 블록, 식생(植生) 블록 등에 이용할 수 있다. 더욱이 토목시공용 재료로서 흙보유용 벽, 옹벽, L형용벽, 시트파일(sheet pile) 등에 사용할 수 있다.
본 명세서 내용 중에 포함되어 있음.

Claims (3)

  1. 용융상태의 유황을 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 119℃ 이상으로 가온하는 용융유황 탱크와,
    상기 용융유황을 변성시키는 유황개질제를 내부에 수용하는 유황개질제 탱크와,
    상기 용융유황 탱크로부터의 용융유황과 상기 유황개질제 탱크로부터의 유황개질제를 받아 혼합하여 개질유황을 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 119℃ 이상으로 가온하는 개질유황 제조탱크와,
    세골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 119℃ 이상으로 가온하는 세골재 핫빈과,
    상기 개질유황 제조탱크로부터의 개질유황과 상기 세골재 핫빈으로부터의 세골재를 받아 혼합하여 개질유황 중간자재를 제조하는 동시에, 내부의 수용물을 119℃ 이상으로 가온하는 개질유황 중간자재탱크와,
    조골재를 내부에 수용하는 동시에 내부의 수용물을 119℃ 이상으로 가온하는 조골재 핫빈과,
    상기 개질유황 중간자재탱크로부터의 개질유황 중간자재와 상기 조골재 핫빈으로부터의 조골재를 받아 혼련하는 동시에, 내부의 혼련물을 119℃ 이상으로 가온하는 혼련장치와,
    상기 혼련장치에서 혼련된 자재원료를 받아 저장하고 119℃ 이상으로 가온하는 동시에, 내부의 자재원료를 계량하여 형틀에 부어넣는 타설장치를 구비하여 이루어지며,
    상기 용융유황 탱크로부터 혼련장치에 이르기까지의 각 장치 사이를 상호 연결시키는 배관계에는, 내부의 유동물을 119℃ 이상으로 가온하는 가열수단을 부가한 것을 특징으로 하는 개질유황 고화체 제조시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타설장치에서 자재원료를 계량하는 계량호퍼의 자재원료를 내보내는 송출구의 개폐밸브는, 평판재가 왕복이동하여 개폐하는 게이트 밸브로 한 것을 특징으로 하는 개질유황 고화체 제조시스템.
  3. 삭제
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