KR101364479B1 - Thermo-Reduction apparatus for manufacturing magnesium and method for manufacturing magnesium using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네슘 제조용 열환원장치 및 이를 이용한 마그네슘의 제조방법에 관한 것으로서, 마그네슘 제조공정에 사용되는 마그네슘 제조용 열환원장치로서, 성형체 단광을 가열하는 열환원로와, 성형체 단광이 장입되어 열환원로에 의해 가열되는 열환원 반응관과, 열환원 반응관에서 생성된 마그네슘 증기를 교대로 응축시키는 복수의 응축기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 하나의 열환원 반응관에 복수의 응축기를 연결하여 교대로 분배하여 마그네슘을 응축함으로써, 응축작업을 교대로 수행하므로 장입배출시간을 최소화하면서 응축기에 석출된 마그네슘 크라운의 회수율을 최대화하여 마그네슘의 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The present invention relates to a heat reduction device for producing magnesium and a method for producing magnesium using the same, as a heat reduction device for manufacturing magnesium used in the magnesium manufacturing process, a heat reduction furnace for heating the molded briquettes, and the molded briquettes are loaded into a heat reduction furnace And a plurality of condensers for alternately condensing the magnesium vapor generated in the thermal reduction reaction tube and the thermal reduction reaction tube heated by the thermal reduction reaction tube. Therefore, the present invention connects a plurality of condensers to one heat reduction reaction tube and alternately distributes the condensed magnesium to perform condensation work alternately, thereby maximizing the recovery rate of the magnesium crown deposited on the condenser while minimizing the charge discharge time. It provides the effect of improving the production efficiency of magnesium.
Description
본 발명은 마그네슘 제조용 열환원장치 및 이를 이용한 마그네슘의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 돌로마이트 광석을 원료로 소성한 후 규소금속, 페로실리콘, 페로실리콘 알루미늄을 환원제로 사용하여 진공중 고온에서 열환원하여 고체상이나 용융상으로 마그네슘 금속을 제조하는 마그네슘 제조용 열환원장치 및 이를 이용한 마그네슘의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat reduction device for producing magnesium and a method for producing magnesium using the same, and more particularly, after firing dolomite ore as a raw material, using a silicon metal, ferrosilicon, and ferrosilicon aluminum as a reducing agent, It relates to a heat reduction device for producing magnesium for producing magnesium metal in a solid or molten phase by reducing, and a method for producing magnesium using the same.
마그네슘은 지각에는 물론 바닷물에도 다량 존재하는 원소로써, 1808년 영국의 화학자 H. 데이비가 마그네시아(MgO, 산화마그네슘)를 금속칼륨으로 환원시켜 소량의 금속을 처음으로 추출한 이후, 최근까지 제철소 제강공장 탈황제나, 타이타늄제조용 환원제, 알루미늄소재의 합금원에 국한하여 사용되었으나 2000년대에 이르면서 마그네슘이 갖는 알루미늄의 2/3, 철의 1/4의 비중을 갖는 경량성과 열전도성 및 비강도와 더불어 방열성 및 전자파 차폐성과 같은 여러가지 소재특성에 따라 자동차 등 수송기기나 IT산업 소재로 활용도가 점차 넓어지면서, 생산량 또한 증대되고 있다.Magnesium is an element that is present in the earth's crust as well as in seawater.In 1808, British chemist H. Davie reduced magnesia (MgO) to metal potassium and extracted a small amount of metal for the first time. B. Reducing agent for titanium production and used as an alloy source of aluminum material. However, since 2000, it has light weight, thermal conductivity and specific strength with 2/3 of aluminum of aluminum and 1/4 of iron. According to various material characteristics such as shielding properties, the utilization is gradually being expanded to transportation equipment such as automobiles or IT industry, and production volume is also increasing.
일반적으로 마그네슘 금속을 만드는 방법은 전해법과 규소열환원법으로 나눌 수 있다. 통상 전해법에 의한 마그네슘제조 원료로는 마그네사이트와 돌로마이트, 사문암 그리고 카날라이트가 주로 사용되었으나, 최근에 이르러서는 전해법의 경우염호나 광산에서 얻을 수 있는 카날라이트를 원료로 러시아나 미국 그리고 이스라엘 등에서 사용화 조업중에 있으나, 일찍히 2005년도 이전까지 수력발전이 발달된 노루웨이, 캐나다 등 지형에서 카날라이트이외에 마그네사이트나 사문암 등을 원료로 활용하여 대형설비를 통해 전해법에 의한 마그네슘 생산이 이루워져 왔으나, 대부분의 설비는 현재 가동이 중단된 상태이며, 계획되었던 신규투자 사업들도 중국의 열환원법에 의한 마그네슘잉곳제조와 비교하여 경쟁력이 부족한 바 추진이 취소되었다.In general, the method of making magnesium metal can be divided into electrolytic and silicon thermal reduction. Magnesite, dolomite, serpentine and cannalite have been mainly used as raw materials for manufacturing magnesium by electrolysis, but recently electrolysis has used canalite obtained from salt lakes or mines in Russia, the United States and Israel. Although it is in operation, the production of magnesium by electrolytic method has been accomplished through large facilities by using magnesite or serpentine as raw material in addition to canalite in the terrain such as Norwegian and Canada where hydroelectric power was developed before 2005. Most of the facilities are currently in operation, and the planned new investment projects were canceled due to the lack of competitiveness compared to the production of magnesium ingots under China's thermal reduction method.
열환원법은 돌로마이트를 원료로 캐나다에서 개발되었으나 2000년대에 이르러 중국에서 급속히 발전된 마그네슘제련법으로 북경올림픽 이전까지 기본적으로 값싼 석탄을 돌로마이트의 소성과 열환원로의 열원으로 직접 사용하였는 바, 이러한 1세대 피죤열환원 설비의 경우 다량의 분진발생과 함께 석탄사용에 따른 SOx, NOx 및 CO 등 환경오염원를 배출하는 바, 마그네슘제련설비는 에너지 다소비 환경설비로 인식되어 왔다. The heat reduction method was developed in Canada using dolomite as a raw material. However, it was a rapidly developed magnesium smelting method in China in the 2000s. Until the Beijing Olympics, cheap coal was basically used directly as a heat source for dolomite firing and heat reduction furnaces. In the case of heat reduction facilities, a large amount of dust is generated and environmental pollutants such as SOx, NOx, and CO are emitted due to the use of coal. Therefore, magnesium smelting facilities have been recognized as energy-consuming environment facilities.
기존의 피죤(Pidgeon) 열환원로가 갖는 수평형 리토트(Retort)의 외부가열을 통한 마그네슘 제조공정은 진공중 약 10시간의 환원시간과 2∼3시간의 배출/장입시간이 요구되는 단속조업 설비로써 소규모에서도 마그네슘을 제조할 수 있는 장점이 있는 반면, 대량의 마그네슘제조에는 생산성에 한계성을 가지며, 열악한 환경조건하에서 다수의 인력에 의한 수작업에 의해 조업이 이루워 진다. Magnesium manufacturing process through external heating of horizontal retort of existing Pigeon heat reduction reactor requires intermittent operation requiring about 10 hours reduction time and 2-3 hours discharge / charge time in vacuum. While there is an advantage that magnesium can be manufactured even at a small scale as a facility, the production of a large amount of magnesium has a limitation in productivity, and the operation is performed by manual labor by a large number of personnel under poor environmental conditions.
기존의 피죤(Pidgeon) 열환원법은 기본적으로 열환원 반응관의 형상이 한쪽 끝이 막힌구조로 마그네슘 제조용 장입원료를 수작업에 의존하여 장입하고, 반응관 입구에 냉각 자켓이 있는 응축기를 설치하여 외부가열 방식으로 열환원하여 마그네슘 크라운을 제조하게 되는 데, 통상 단광형태의 장입원료는 직경 약 300∼350mm의 열환원 반응관 내에 소성돌로마이트와 75% 실리콘철합금에 약 1∼2% 형석을 혼합 성형한 조개탄형상의 단광을 약 100∼150kg정도 장입하게 되며, 이때 만들어지는 마그네슘 크라운은 약 15∼25kg정도 된다. 이때 원료의 장입 및 제품의 배출은 인력에 의존하여 이루워지는 조업상의 한계성을 가진다. In the existing Pigeon heat reduction method, the shape of the heat-reduction reaction tube is basically closed, and the raw material for magnesium production is charged by manual operation, and a condenser with a cooling jacket is installed at the inlet of the reaction tube for external heating. Thermal reduction is carried out to produce a magnesium crown. In general, briquettes are charged with a mixture of calcined dolomite and 75% silicon iron alloy in a heat reduction reaction tube having a diameter of about 300 to 350 mm. About 100-150kg of briquette briquettes are charged, and the magnesium crown is about 15-25kg. At this time, the charging of raw materials and the discharge of products have operational limitations depending on manpower.
또한, 열환원 반응관 또한 수평형으로 환원로 내에 장착하게 되는 바, 다단 설치상 한계를 가지므로, 1∼2단으로 한정되게 설치되는 바, 단위 용적당의 열환원반응관의 설치상의 한계로 생산성 또한 제한된다. In addition, since the heat reduction reaction tube is also mounted horizontally in the reduction furnace, there is a limit in the installation of the multi-stage, and is limited to 1 to 2 stages, so as to limit the installation of the heat reduction reaction tube per unit volume. Productivity is also limited.
또한, 통상 기존의 열환원공정의 경우 소성로나 열환원로의 에너지원은 무연탄을 주로 사용되어 왔으며, 이로 인해 분상 연료의 사용에 따른 분진의 발생과 무연탄의 연소에 따른 SOx, NOx, CO등 많은 환경오염물질의 배출이 불가피하다. 따라서 이 또한 개선할 필요가 있다. In addition, in the conventional heat reduction process, anthracite coal has been mainly used as an energy source of a kiln or a heat reduction furnace. Therefore, a large number of SOx, NOx, CO, etc. are generated due to the generation of dust and the combustion of anthracite. Emission of environmental pollutants is inevitable. Therefore, this too needs to be improved.
피죤(Pidgeon) 열환원법에서 수평형 열환원 반응관형태의 단속조업을 개선코자 연속적으로 마그네슘을 제조하고자 많은 기술개발이 수행되었으며, 로체 상부로 마그네슘산화물 원료를 장입하고 고온 용융전기로를 사용하여 약 1500∼1600℃로 용융하고 용융상태에서 실리콘 금속에 의해 환원하여 마그네슘을 제조하는 마그네셤(Magnetherm)법이 일찍이 프랑스에서 개발되어 상용화된 바 있으나 전기의 사용에 따른 경제성 부족과 기존 피죤 열환원법대비 제품품위상의 기술적 한계성으로 더 이상 발전되지 못하고 2000년대 초에 조업이 중단되었다. In order to improve the intermittent operation in the form of horizontal heat reduction reaction tube in Pigeon heat reduction method, a lot of technical developments have been carried out to manufacture magnesium continuously. The Magnetherm method, which melts at -1600 ° C and reduces magnesium with silicon metal in the molten state to produce magnesium, has been developed and commercialized in France earlier, but it lacks economical efficiency due to the use of electricity and the product quality compared to the existing Pigeon thermal reduction method. Due to the technical limitations of the award, it was no longer developed and was shut down in the early 2000s.
따라서, 기본적으로 용융마그네슘을 제조하는 규소열환원법의 경우 통상 전기에너지를 활용 장입원료인 소성돌로마이트, 페로실리콘(75%), 그리고 형석과 일부 알루미나나 알루미늄을 첨가하여 녹인 고온 용융상태에서 용융규소에 의해 저압조건에서 용융환원하여 석출되는 마그네슘 금속을 고온덕트를 거쳐 응축기에서 액상으로 회수하는 마그네셤(Magnetherm)공정이나 더 높은 고온조건과 상압하에 용해하여 마그네슘을 환원 회수하는 민텍(mintek)법이 있다.Therefore, in the case of the silicon thermal reduction method of manufacturing molten magnesium, it is usually applied to molten silicon at high temperature molten state by dissolving charged dolomite, ferrosilicon (75%), and fluorite and some alumina or aluminum which are charged with electric energy. Magnesium process, which recovers the precipitated magnesium metal at low pressure under reduced pressure and recovers it to liquid phase through a high-temperature duct, or the Mintek method of reducing and recovering magnesium by dissolving it under higher temperature and atmospheric pressure. .
그러나, 석탄을 가스화하여 에너지로 사용하는 규소열환원법과 비교하여 원가측면에서 불리하므로, 마그네슘션법의 경우는 2000년도이전 유일한 상용화공정이였던 프랑스의 제조공장이 폐쇄되었으며, 남아프리카방공화국의 민텍법도 파일롯 플랜드(Pilot Plant)단계의 기술개발에 머무르고 있다. However, compared to the silicon heat reduction method that uses coal gas as energy, it is disadvantageous in terms of cost. In the case of magnesiumation method, France's manufacturing plant, which was the only commercialization process before 2000, was closed, and Mintech law of South Africa was pilot. He is staying at the technology development of the Pilot Plant stage.
그밖에, 브라질의 리마(RIMA)법은 열환원 반응관의 외부를 가열하여 열환원하는 기존의 피죤법과 달리 수직형 대형 열환원로 내부에 전기히터를 일정한 배열로 설치하여 고온으로 가열 열환원하고, 상단부 또는 상단 측면에 대형 응축기를 설치하여 마그네슘을 회수하는 방식으로 마그네슘을 만들고 있으나, 금속회수 효율이 70%전후로 낮다는 문제점을 가진다. In addition, the Brazilian Lima (RIMA) method, unlike the existing Pigeon method, which heat-reduces the outside of the heat-reduction reaction tube and heat-reduces it, heat-reduces it by heating it at a high temperature by installing an electric heater in a vertical array inside a large vertical heat-reduction furnace. Alternatively, magnesium is produced by installing a large condenser on the upper side to recover magnesium, but the metal recovery efficiency is low around 70%.
이와 같이 현재 적용되거나 종래의 상용화된 용융마그네슘 제련공정의 경우 전기에너지의 사용에 따른 경제성 부족 등 여러가지 제한조건들을 가지는 문제점이 있다. As described above, the presently applied or commercially available molten magnesium smelting process has various problems such as lack of economics due to the use of electrical energy.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 응축작업을 교대로 수행하므로 장입배출시간을 최소화하면서 응축기에 석출된 마그네슘 크라운의 회수율을 최대화하여 마그네슘의 생산효율을 향상시킬 수 있고, 진공열환원 반응이 용이하게 이루어지며, 응축기에 마그네슘 증기의 유입을 용이하게 하는 동시에 응축기 내에서 마그네슘 증기의 유동에 의해 응축이 용이하게 되며, 마그네슘 증기를 각각의 응축기에 교대로 공급할 수 있고, 마그네슘의 용해를 촉진하며, 마그네슘 용액의 고착을 방지하고, 용탕 저장조의 가열을 효율적으로 하며, 마그네슘의 회수율을 향상시킬 수 있고, 환원잔재물을 밀폐조건하에서 연속적으로 배출할 수 있어, 이를 통해 공정 자동화와 고생산성의 조업이 가능하게 되는 마그네슘 제조용 열환원장치 및 이를 이용한 마그네슘의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, because the condensation operation is performed alternately to maximize the recovery rate of magnesium crown deposited on the condenser while minimizing the charge discharge time to improve the production efficiency of magnesium In addition, the vacuum heat reduction reaction can be easily performed, facilitate the introduction of magnesium vapor into the condenser, and at the same time facilitate condensation by the flow of magnesium vapor in the condenser, and can alternately supply magnesium vapor to each condenser, It can accelerate the dissolution of magnesium, prevent the fixation of magnesium solution, efficiently heat the molten metal storage tank, improve the recovery of magnesium, and continuously discharge the reduced residue under closed conditions, thereby automating the process. And heat exchange for manufacturing magnesium, which enables high productivity operation It is an object of the present invention to provide an original device and a method for producing magnesium using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마그네슘 제조공정에 사용되는 마그네슘 제조용 열환원장치로서, 소성돌로마이트, 페로실리콘 및 형석분말이 혼합 성형된 성형체 단광을 가열하는 열환원로; 상기 열환원로의 내부에 설치되며 상기 성형체 단광이 장입되어 상기 열환원로에 의해 가열되는 열환원 반응관; 및 상기 열환원로의 외부에 설치되되 상기 열환원 반응관에 각각 연결되어, 상기 열환원 반응관에서 생성된 마그네슘 증기를 교대로 응축시키는 복수의 응축기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, as a heat reduction device for producing magnesium used in the magnesium manufacturing process, a heat reduction furnace for heating the molded briquettes mixed with the molded dolomite, ferrosilicon and fluorspar powder; A heat reduction reaction tube installed inside the heat reduction furnace and charged with the molded briquettes and heated by the heat reduction reactor; And a plurality of condensers installed on the outside of the heat reduction reactor, respectively, connected to the heat reduction reaction tubes to alternately condense magnesium vapor generated in the heat reduction reaction tubes.
또한, 본 발명은 상기 복수의 응축기 각각에 연결되어 상기 응축기의 내부를 진공으로 하는 진공펌프를 더 포함한다.In addition, the present invention further includes a vacuum pump connected to each of the plurality of condensers to vacuum the inside of the condenser.
본 발명의 상기 열환원 반응관과 상기 응축기 사이에는 연결배관이 연결되며, 상기 연결배관은 상기 응축기의 외주면에 접선방향으로 접속되어 있다. 본 발명의 상기 연결배관에는 각각의 응축기에 마그네슘 증기를 교대로 공급하도록 차단밸브가 설치되어 있다.A connecting pipe is connected between the heat reduction reaction tube and the condenser of the present invention, and the connecting pipe is tangentially connected to an outer circumferential surface of the condenser. The connecting pipe of the present invention is provided with a shutoff valve so as to alternately supply magnesium vapor to each condenser.
본 발명의 상기 응축기의 내부 상단에는 통형상의 연소실이 설치되고, 상기 연소실의 외주면에 부착된 마그네슘 크라운을 가열 용해하도록 상기 연소실의 내주면 둘레에 복수개의 자기 열교환식 버너가 설치되어 있다.A cylindrical combustion chamber is installed at the upper end of the condenser of the present invention, and a plurality of magnetic heat exchanger-type burners are installed around the inner circumferential surface of the combustion chamber to heat-dissolve the magnesium crown attached to the outer circumferential surface of the combustion chamber.
본 발명의 상기 응축기의 상단에는 마그네슘의 용해를 촉진하도록 마그네슘정련용 염화마그네슘 플럭스를 투입하는 공급구가 설치되어 있다. 본 발명의 상기 응축기의 내부 하단에는 상기 응축기의 내부 상단에서 응축되어 흘러내리는 마그네슘 용액을 저장하는 용탕 저장조가 형성되어 있다.At the upper end of the condenser of the present invention, a supply port for injecting magnesium chloride flux for refining magnesium is provided to promote dissolution of magnesium. The inner lower end of the condenser of the present invention is formed with a molten metal storage tank for storing a magnesium solution condensed in the inner upper end of the condenser.
본 발명의 상기 응축기의 하부에는 상기 용탕 저장조를 일정한 온도를 유지하도록 가열하여 마그네슘 용액의 고착을 방지하는 마그네슘 용해로가 설치되어 있다. 본 발명의 상기 마그네슘 용해로의 내부에는 상기 용탕 저장조를 가열하도록 상기 용탕 저장조 외주면의 접선방향으로 복수개의 선회형 버너가 설치되어 있다.The lower part of the condenser of the present invention is provided with a magnesium melting furnace for heating the molten metal reservoir to maintain a constant temperature to prevent the fixing of the magnesium solution. Inside the magnesium melting furnace of the present invention, a plurality of swing-type burners are provided in the tangential direction of the outer circumferential surface of the molten metal storage tank to heat the molten metal storage tank.
또한, 본 발명은 제 1 항에 기재된 마그네슘 제조용 열환원장치를 이용한 마그네슘의 제조방법으로서, 소성돌로마이트, 페로실리콘 및 형석분말이 혼합 성형된 성형체 단광을 가열하여 마그네슘 증기를 생성하는 단계; 상기 생성된 마그네슘 증기를 각각의 응축기로 분배하여 교대로 공급하는 단계; 상기 공급된 마그네슘 증기를 응축기에서 응축하는 단계; 및 상기 응축된 마그네슘을 용해하여 배출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a method for producing magnesium using the heat reduction apparatus for producing magnesium according to claim 1, comprising the steps of: heating magnesium oxide briquettes mixed with calcined dolomite, ferrosilicon and fluorite powder to produce magnesium vapor; Distributing the produced magnesium vapor to each condenser and supplying it alternately; Condensing the supplied magnesium vapor in a condenser; And dissolving and discharging the condensed magnesium.
또한, 본 발명은 상기 용해된 마그네슘을 상기 응축기의 하부에 설치된 용탕 저장조에서 용액상태로 유지할 수 있도록 가열하며 하단부의 정련로로 배출하여 정련하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises the step of refining by discharging the dissolved magnesium in the molten metal storage tank installed in the lower part of the condenser to maintain the solution state and discharged to the refining furnace at the lower end.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 하나의 열환원 반응관에 복수의 응축기를 연결하여 교대로 분배하여 마그네슘을 응축함으로써, 응축작업을 교대로 수행하므로 장입배출시간을 최소화하면서 응축기에 석출된 마그네슘 크라운의 회수율을 최대화하여 마그네슘의 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention connects a plurality of condenser to one heat reduction reaction tube and alternately distributes condensation of magnesium to condense magnesium, thereby performing condensation work alternately, thereby minimizing charge-discharge time and the magnesium crown deposited on the condenser. It provides the effect of maximizing the recovery rate of and improving the production efficiency of magnesium.
응축기에 진공펌프를 연결하여 열환원 반응관과 응축기를 진공분위기로 만드므로, 진공열환원 반응이 용이하게 이루어진다.By connecting a vacuum pump to the condenser to make the heat reduction reaction tube and the condenser in a vacuum atmosphere, vacuum heat reduction reaction is made easily.
열환원 반응관과 응축기 사이에 연결배관을 설치하고 응축기의 접선방향으로 연결함으로써, 응축기에 마그네슘 증기의 유입을 용이하게 하는 동시에 응축기 내에서 마그네슘 증기의 유동에 의해 응축이 용이하게 된다.By connecting a connection pipe between the heat reduction reaction tube and the condenser and connecting in the tangential direction of the condenser, it facilitates the inflow of magnesium vapor into the condenser and facilitates condensation by the flow of magnesium vapor in the condenser.
열환원 반응관과 응축기 사이에 설치된 연결배관에 차단밸브를 설치하여 마그네슘 증기를 각각의 응축기에 교대로 공급할 수 있게 된다.Shut-off valves are installed in the connection pipes between the heat reduction reactor and the condenser to alternately supply magnesium vapor to each condenser.
응축기의 연소실 둘레에 버너를 설치하여 연소실의 외부면에 부착된 마그네슘의 용해를 용이하게 할 수 있고, 응축기의 상단에는 플럭스를 투입하는 공급구가 설치되어 마그네슘의 용해를 촉진하게 된다.A burner may be installed around the combustion chamber of the condenser to facilitate dissolution of magnesium attached to the outer surface of the combustion chamber, and a supply port for injecting flux may be installed at the upper end of the condenser to promote dissolution of magnesium.
응축기의 하부에 설치된 용탕 저장조의 둘레에 마그네슘 용해로가 설치되어 용탕 저장조를 일정한 온도를 유지하도록 가열하여 마그네슘 용액의 고착을 방지하게 된다. The magnesium melting furnace is installed around the molten metal storage tank installed in the lower part of the condenser to heat the molten metal storage tank to maintain a constant temperature to prevent the magnesium solution from sticking.
마그네슘 용해로의 내부에는 용탕 저장조 외주면의 접선방향으로 복수개의 선회형 버너가 설치되어 용탕 저장조의 가열을 효율적으로 할 수 있는 효과를 제공한다.The inside of the magnesium melting furnace is provided with a plurality of swing-type burners in the tangential direction of the outer circumferential surface of the molten metal reservoir provides an effect that can efficiently heat the molten metal reservoir.
또한, 고상에서 마그네슘을 처리하는 과정의 산화물로 오염되는 품질저하를 방지할 수 있으며, 중간과정에서의 대기중 노출에 따른 손실없이 마그네슘의 회수율을 향상시킬 수 있고, 환원잔재물인 슬래그를 밀폐조건하에서 연속적으로 배출할 수 있어, 이를 통해 공정 자동화와 고생산성의 조업이 가능하게 되는 효과를 제공한다.In addition, it is possible to prevent deterioration of the quality contaminated with oxide in the process of processing magnesium in the solid phase, improve the recovery rate of magnesium without loss due to exposure to the air in the middle process, and to reduce the slag as a residue of residue under the sealed condition. Emissions can be carried out continuously, which allows for process automation and high productivity operation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조공정을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기를 나타내는 상면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기를 나타내는 저면도.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기의 차단밸브의 개폐상태를 나타내는 상태도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치를 이용한 마그네슘의 제조방법을 나타내는 흐름도.1 is a block diagram showing a magnesium manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a heat reduction device for producing magnesium according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing a condenser of the heat reduction device for producing magnesium according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a top view showing a condenser of the heat reduction device for producing magnesium according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a bottom view showing the condenser of the heat reduction device for producing magnesium according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 and Figure 7 is a state diagram showing the opening and closing state of the shut-off valve of the condenser of the heat reduction apparatus for producing magnesium according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing magnesium using a heat reduction device for manufacturing magnesium according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조공정을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기를 나타내는 상면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기를 나타내는 저면도이고, 도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치의 응축기의 차단밸브의 개폐상태를 나타내는 상태도이다.1 is a block diagram showing a magnesium manufacturing process according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a heat reduction device for producing magnesium according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention 4 is a block diagram showing a condenser of a magnesium thermal reduction apparatus according to an embodiment, Figure 4 is a top view showing a condenser of a magnesium thermal reduction apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an embodiment of the present invention Figure 6 is a bottom view showing the condenser of the heat reduction device for producing magnesium according to the present invention, Figure 6 and Figure 7 is a state diagram showing the opening and closing state of the shut-off valve of the condenser of the heat reduction device for producing magnesium according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 마그네슘의 제조공정은 광산에서 채굴되는 백운석(Dolomite)을 일정한 입도로 분쇄한 후, 소성로(100)에 장입하여 소성하면, 소성 돌로마이트가 만들어진다. 이러한 소성로는 통상 로타리킬른이나 샤프트킬른에서 이루어 지지만 가마에서도 만들어 지는 것도 가능함은 물론이다. 1 and 2, in the manufacturing process of magnesium, dolomite mined in a mine is pulverized to a certain particle size, and then charged into a
이어서, 환원제로 사용되는 실리콘(Si)를 약 70%이상 (통상은 72∼85%) 함유하는 페로실리콘과 형석을 일정비율로 첨가하여 분쇄하고 혼합한 후 성형기(300)에서 성형하여 성형체 단광을 형성하게 된다.Subsequently, ferrosilicon containing about 70% or more of silicon (Si) used as a reducing agent (typically 72 to 85%) and fluorite are added, pulverized and mixed, and then molded in the
이러한 성형체 단광은, 단광 축열식 버너(430)가 장착된 열환원로(400)내에 설치되는 열환원 반응관(410)의 장입원료로 열환원 반응관(410)에 장입하고, 열환원 반응관(410)의 외부를 고온으로 가열 유지하면서 열환원 반응관(410)을 진공펌프(600)을 이용하여 열환원 반응관(410)의 내부를 진공분위기로 만들어 주면 다음과 같은 반응식에 의해 마그네슘 증기와 환원슬래그가 만들어 진다. The molded briquettes are charged into the heat
MgOCaO + Si(Fe) → 2Mg + Ca2SiO4 + FeMgOCaO + Si (Fe) → 2Mg + Ca 2 SiO 4 + Fe
여기서 촉매로는 CaF2 를 사용한다.CaF 2 is used here as a catalyst.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치는 열환원로(400), 열환원 반응관(410), 응축기(500)로 이루어져 마그네슘 제조공정에 사용되는 마그네슘 제조용 열환원장치이다.As shown in FIG. 2, the heat reduction apparatus for manufacturing magnesium according to the present embodiment includes a
열환원로(400)는, 소성돌로마이트, 페로실리콘 및 형석분말이 혼합 성형된 성형체 단광을 가열하는 열원으로서, 내부 둘레에는 석탄가스나 LNG가스 등을 열원으로 사용하여 연소하는 복수개의 열환원로 축열식 버너(430)가 이격 설치되어 있다. The
열환원 반응관(410)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 열환원로(400)의 내부에 설치되며 성형체 단광이 장입되어 열환원로(400)에 의해 가열되어 진공열환원 반응이 실시되는 원통형상의 리토트(retort)로서, 상부에는 상부뚜껑(411)이 설치되어 있고, 하부에는 하부뚜껑(412)이 설치되어 있고, 내부에는 내통(413)이 설치되어 있다.As illustrated in FIG. 2, the heat
응축기(500)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 열환원로(400)의 외부에 설치되되 열환원 반응관(410)에 각각 연결되도록 복수개가 분리형으로 설치되어, 열환원 반응관(410)에서 생성된 마그네슘 증기를 교대로 응축시키게 된다.2 and 3, the
열환원 반응관(410)과 각각의 응축기(500) 사이에는 연결배관(415)이 연결되며, 연결배관(415)은 도 4에 나타낸 바와 같이 응축기(500)의 외주면에 접선방향으로 접속되어 있다. A connecting
또한, 각각의 연결배관(415)에는 각각의 응축기(500)에 마그네슘 증기를 교대로 분배하여 공급하도록 차단밸브(450)가 설치되어 있고, 응축기(500)로 공급되는 마그네슘 증기에 아르곤 등과 같은 불활성가스를 공급하기 위한 불활성가스 주입구(417)가 설치되어 있다.In addition, each
응축기(500)의 내부 상단에는 통형상의 연소실(510)이 설치되고, 연소실(510)의 외주면에 부착된 마그네슘 크라운(511)을 가열 용해하도록 연소실(510)의 내주면 둘레에 복수개의 자기 열교환식 버너(530)가 설치되어 있다.A
응축기(500)의 상단 일측에는 연소실(510)의 외주면에 부착된 마그네슘 크라운(511)의 용해를 촉진하도록 마그네슘 정련용 염화마그네슘 플럭스를 투입하는 용해 플럭스 공급구(540)가 설치되어 있다.On the upper end side of the
응축기(500)의 내부 하단에는 응축기(500)의 연소실(510)의 외주면에 응축되어 흘러내리는 마그네슘 용액을 저장하는 용탕 저장조(555)가 형성되어 있고, 이러한 용탕 저장조(555)의 하부에는 마그네슘 용액을 외부로 배출하기 위한 배출라인(560)이 연결되어 있다.A molten
응축기(500) 하부의 용탕 저장조(555)의 외곽 둘레에는 용탕 저장조(555)를 일정한 온도를 유지하도록 가열하여 마그네슘 용액의 고착을 방지하는 마그네슘 용해로(550)가 설치되어 있다.A
마그네슘 용해로(550)의 내부에는 도 5에 나타낸 바와 같이 용탕 저장조(555)를 가열하도록 용탕 저장조(555) 외주면의 접선방향으로 복수개의 선회형 버너(535)가 설치되어 있다.Inside the
또한, 본 실시예의 마그네슘 제조용 열환원장치는 복수의 응축기(500) 각각에 연결되어 응축기(500)의 내부를 진공으로 하는 진공펌프(600)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the heat reduction apparatus for producing magnesium of the present embodiment preferably further includes a
진공펌프(600)는 응축기(500)의 내부 분위기를 진공으로 하는 진공원으로서, 응축기(500)의 내부 중앙에 설치된 진공배관(520)을 개재해서 각각의 응축기(500)에 연결되어 있다.The
따라서, 본 실시예의 마그네슘 제조용 열환원장치는, 열환원 반응관(410)에서 분리되어 연결배관(415)을 통해 설치된 분리형 응축기(500)의 중심부에 자기 열교환식 버너(530)가 상단부에서 아랫방향으로 복수개가 설치되는 연소실(510)이 구비된다. Therefore, in the heat reduction apparatus for manufacturing magnesium of the present embodiment, the magnetic heat
이러한 연소실(510)의 중앙에는 열환원 반응관(410) 및 응축기(500)를 진공으로 유지하기 위한 진공배관(520)을 길이 방향으로 설치하여 열환원 반응중의 마그네슘 증기가 열환원 반응관(410)에서 응축기(500)로 유입되면 기울기 방향으로 사선을 따라 유입되게 하므로 응축기(500)의 중심부에 설치되는 연소실(510)의 외벽 하단부에 부착되게 된다. In the center of the
열환원 반응이 왼료되면, 1차적으로 열환원 반응관(410) 및 응축기(500)의 진공을 해제하기 위해 진공펌프(600)를 끄고, 대기상태 응축기(500)의 연결배관(415)에 설치된 차단밸브(450)인 구글밸브를 보호하기 위해 설치된 불활성가스 주입구(417)로 부터 불활성가스를 주입하므로 잔존하는 마그네슘 증기를 열환원 반응관(410)으로부터 비우고, 마그네슘 증기의 응축에 사용한 연결배관(415)상의 차단밸브(450)를 차단하고, 열환원 반응관(410)의 하부뚜껑(412)을 열고 환원잔재물을 배출한다. When the heat reduction reaction is completed, the
그리고 배출이 완료되면 하부뚜껑(412)을 닫고, 상부뚜껑(411)을 열어 원료를 장입한 후 다시 상부뚜껑(411)을 닫는다. 그리고 대기상태의 응축기(500)의 연결배관(415)상의 차단밸브(450)를 열고, 차단밸브(450) 주변의 온도를 높이기 위해 반대쪽 연결배관(415)의 보호용 불활성가스를 과량공급하여 연결배관(415)을 승온하고 진공펌프(600)를 기동하여 열환원 반응을 수행하게 된다. When the discharge is completed, the
마그네슘 크라운(511)이 응축된 응축기(500)는 상단부의 자기 열교환식 버너를 가동 약 800도까지 승온하면서 마그네슘 크라운(511)에 플럭스를 가스 분사하여 용해한다. 이때 사용되는 플러스는 염화마그네슘을 주성분으로 염화나트륨을 일부 함유하는 것이 바람직하다. The
그 다음에 용해된 마그네슘 크라운(511)은 하단부에 설치된 정련로로 밀폐배관을 통해 이송되고, 여기서 최종 정련되고, 합금화 과정을 거쳐 잉곳으로 주조되게 된다. The
진공용 차단밸브(450)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 분리형 응축기(500)를 교대로 사용하여 연속적으로 조업하기 위해 1개의 열환원 반응관(410)에 2개의 응축기(500)가 연결되며, 이러한 응축기(500)의 교체 사용을 위해 차단밸브(450)가 개폐 역할하게 된다. 6 and 7, two
이를 위해 본 실시예에서는 금속실을 사용하면서도 고온에서 진공을 유지할 수 있도록 구글 플레이트형 차단밸브(450)를 채택하였으며, 응축기(500)의 연결배관(415)을 개방하는 경우에는 개방판(701)을 사용하며, 응축기(500)의 연결배관(415)을 폐쇄하는 경우에는 막힘판(702)을 사용하게 된다.To this end, in the present embodiment, the Google plate-
도 6에 표시된 바와 같이, 차단밸브(450)는 하부에 개방판(701)이 형성되고 중간부에 막힘판(702)이 형성된 고글플레이트(451)로 이루어져, 차단밸브(450)가 상방으로 이동한 경우에는 연결배관(415)이 개방되고, 도 7에 나타낸 바와 같이 차단밸브(450)가 하방으로 이동한 경우에는 연결배관(415)이 폐쇄되도록 플레이트를 전동식으로 상하로 슬라이딩 구동시켜 연결배관(415)을 개폐하게 된다. As shown in FIG. 6, the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 제조용 열환원장치를 이용한 마그네슘의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of preparing magnesium using a heat reduction device for manufacturing magnesium according to an embodiment of the present invention.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 마그네슘 제조용 열환원장치를 이용한 마그네슘의 제조방법은, 마그네슘 증기를 생성하는 단계(S10), 마그네슘 증기를 공급하는 단계(S20), 마그네슘 증기를 응축하는 단계(S30), 마그세슘을 배출하는 단계(S40), 마그네슘을 정련하는 단계(S50)을 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 8, the magnesium production method using the heat reduction apparatus for producing magnesium of the present embodiment, the step of generating magnesium steam (S10), supplying magnesium steam (S20), condensing magnesium steam ( S30), the step of discharging the magnesium (S40), and comprises the step of refining magnesium (S50).
마그네슘 증기를 생성하는 단계(S10)에서는, 소성돌로마이트, 페로실리콘 및 형석분말이 혼합 성형된 성형체 단광을 가열하여 마그네슘 증기를 생성한다. 구체적으로는 돌로마이트를 소성하여 만든 소성돌로마이트 분말에 환원제로써 실리콘과 알루미늄 금속 또는 이들을 함유하는 페로실리콘 또는 페로실리콘 알루미늄합금 분말과 촉매로 사용되는 형석분말을 일정비율로 혼합하여 성형체 단광을 성형하게 된다.In the step of generating magnesium steam (S10), calcined dolomite mixed with calcined dolomite, ferrosilicon and fluorite powder is heated to generate magnesium vapor. Specifically, a molded briquette is formed by mixing calcite dolomite powder produced by calcining dolomite with silicon and aluminum metal or a ferrosilicon or ferrosilicon aluminum alloy powder containing them as a reducing agent and a fluorite powder used as a catalyst at a predetermined ratio.
성형체 단광을 수직형 열환원 반응관(410)의 상부로 장입하여 열환원 반응관(410)의 내부를 채우고, 상부뚜껑(411)을 닫은 후, 열환원 반응관(410)의 상부 측면에 설치된 두개의 응축기(500) 중 일방의 응축기(500)의 연결배관(415)은 고온진공을 차단하는 차단밸브(450)를 사용하여 차단하고, 타방의 응축기(500)의 연결배관(415)은 설치된 차단밸브(450)를 개방하게 된다.Charge the molded article briquettes into the upper portion of the vertical heat
그 다음에, 응축기(500)의 상단에 설치된 진공배관(520)과 연결된 진공펌프(600)를 기동하므로 응축기(500)의 상단과 연통된 열환원 반응관(410)이 진공으로 만들어 지면서, 축열식 버너(430)에 의해 고온으로 가열된 열환원로(400)의 내부에 설치 열환원 반응관(410) 내부의 성형체 단광이 약 1000℃ 이상의 온도로 가열되어 열환원 반응을 하여 마그네슘 증기를 발생하게 된다. Then, the
마그네슘 증기를 공급하는 단계(S20)에서는, 열환원 반응관(410)에서 생성된 마그네슘 증기를 각각의 응축기(500)로 분배하여 교대로 공급하게 된다. 마그네슘 증기를 응축하는 단계(S30)에서는, 열환원 반응관(410)에서 공급된 마그네슘 증기를 응축기(500)에서 응축하게 된다.In the step of supplying magnesium steam (S20), the magnesium vapor generated in the heat
열환원 반응관(410)에서 생성된 마그네슘(Mg) 증기는 열환원 반응관(410)의 상부로 이동하여 열환원 반응관(410)에서 분리되어 연결배관(415)을 통해 분리된 분리형 응축기(500)에서 응축되게 된다. Magnesium (Mg) vapor generated in the heat
열환원 반응관(410)과 응축기(500) 사이의 연결배관(415)은 축열식 버너(430)의 연소가스의 일부를 연돌을 통해 배출하기 위한 덕트기능을 하며, 1100∼850℃의 온도범위로 유지되는 상단부 저온대로 설치된다. 이러한 연결배관(415)을 통해 연결되는 응축기(500)는 전반적으로 400∼800도 전후의 온도를 갖는 축열상태로 유지된다. The connecting
이때 열환원 반응관(410)에서 생성되는 마그네슘 증기는 연결배관(415)를 거쳐 자기 열교환식 버너(530)가 장착된 응축기(500)에 공급되면 응축기(500)의 중심부를 선회하면서 연소실(510)의 외표면에 증착되어 석출된다.In this case, when the magnesium vapor generated in the heat
이 후 열환원로(400)의 내부에 설치된 열환원 반응관(410)의 내부에서 장입원료의 열환원 반응이 1차적으로 종료되면, 연결배관(415)이 차단된 차단밸브(450)의 상류부분에는 불활성가스에 의해 냉각하기 위해 주입구(417)를 통해 불활성가스를 공급하고 열환원 반응관(410)의 내부에 형성된 진공분위기를 해제한 후 열환원로(400)와 일방의 응축기(500) 사이의 연결배관(415)에 설치된 차단밸브(450)를 차단하고, 열환원 반응관(410)의 하부뚜껑(412)을 개방하여 환원슬래그를 배출한 후, 상부뚜껑(411)을 개방하여 상부호퍼에 저장된 성형체 단광을 열환원 반응관(410)으로 장입한 후 상부뚜껑(411)을 닫게 된다. Thereafter, when the heat reduction reaction of the charged raw material is primarily terminated in the heat
그런 다음에, 타방의 응축기(500)와 연결된 연결배관(415)에 설치된 차단밸브(450)를 개방하고 열환원 반응관(410)의 하단부 또는 응축기(500)의 차단밸브(450)의 전단으로부터 공기 또는 불활성가스를 소량 공급하면서 진공펌프(600)를 가동하게 된다. 따라서 열환원 반응관(410)을 통과하면서 가열된 승온가스에 의해 연결배관(415)의 온도를 열환원 분위기의 온도까지 승온하게 되고, 0.1 torr 정도까지 진공도가 유지되면 열환원 반응이 진행 다시 응축기(500)에 마그네슘 크라운(511)이 응축하게 된다.Then, the
이때 타방의 응축기(500)에 연결된 연결배관(415)에 설치된 차단밸브(450)는 고온에서 변형이나 마그네슘 증기의 고착이 일어나지 않도록 차단밸브(450)의 양쪽으로 미량의 불활성가스(Ar, N2)를 공급하게 된다. At this time, the
마그세슘을 배출하는 단계(S40)에서는, 응축된 마그네슘을 용해하여 배출하게 된다. 구체적으로 마그네슘 금속이 응축된 응축기는 버너로 가열하여 부착된 마그네슘 크라운(511)을 녹이며, 용해가 용이하도록 정련로 플럭스 성분을 별도의 공급구(540)를 통해 공급하여 마그네슘 크라운(511)의 표면에 분산시키므로 용해를 촉진하게 된다. In the discharging magnesium (S40), the condensed magnesium is dissolved and discharged. Specifically, the condenser condensed with magnesium metal melts the attached
마그네슘을 정련하는 단계(S50)에서는, 용해된 마그네슘을 응축기(500)의 하부에 설치된 용탕 저장조(555)에서 용액상태로 유지할 수 있도록 가열하며 하단부의 정련로로 배출하여 정련하게 된다. In the step of refining magnesium (S50), the dissolved magnesium is heated to be maintained in a solution state in the molten
이때 녹여진 마그네슘은 응축기(500)의 하단부에 설치된 용해로(550)에서 용해되고 배출라인(560)를 통해 정련로로 이송되어 정련 및 합금화된 후 주조기에서 주조하여 잉곳을 만들게 된다. At this time, the molten magnesium is dissolved in the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 하나의 열환원 반응관에 복수의 응축기를 연결하여 교대로 분배하여 마그네슘을 응축함으로써, 응축작업을 교대로 수행하므로 장입배출시간을 최소화하면서 응축기에 석출된 마그네슘 크라운의 회수율을 최대화하여 마그네슘의 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention by connecting a plurality of condenser to one heat reduction reaction tube and alternately distributed condensation magnesium to perform condensation work alternately, the magnesium crown deposited on the condenser while minimizing the charge discharge time It provides the effect of maximizing the recovery rate of and improving the production efficiency of magnesium.
또한, 응축기에 진공펌프를 연결하여 열환원 반응관과 응축기를 진공분위기로 구성하여 진공열환원 반응이 용이하게 이루어지고, 열환원 반응관과 응축기 사이에 연결배관을 설치하고 응축기의 접선방향으로 연결함으로써, 응축기에 마그네슘 증기의 유입을 용이하게 하는 동시에 응축기 내에서 마그네슘 증기의 유동에 의해 응축이 용이하게 되고, 열환원 반응관과 응축기 사이에 설치된 연결배관에 차단밸브를 설치하여 마그네슘 증기를 각각의 응축기에 교대로 공급할 수 있게 된다.In addition, by connecting the vacuum pump to the condenser to configure the heat reduction reaction tube and the condenser in a vacuum atmosphere to facilitate the vacuum heat reduction reaction, install a connecting pipe between the heat reduction reaction tube and the condenser and connect in the tangential direction of the condenser This facilitates the inflow of magnesium vapor into the condenser and facilitates condensation by the flow of magnesium vapor in the condenser, and provides a shut-off valve in the connection pipe provided between the heat reduction reactor and the condenser to The condenser can be fed alternately.
또한, 응축기의 연소실 둘레에 버너를 설치하여 연소실의 외부면에 부착된 마그네슘의 용해를 용이하게 할 수 있고, 응축기의 상단에는 플럭스를 투입하는 공급구가 설치되어 마그네슘의 용해를 촉진하게 된다.In addition, a burner may be installed around the combustion chamber of the condenser to facilitate dissolution of magnesium attached to the outer surface of the combustion chamber, and a supply port for injecting flux may be installed at the upper end of the condenser to promote dissolution of magnesium.
또한, 응축기의 하부에 설치된 용탕 저장조의 둘레에 마그네슘 용해로가 설치되어 용탕 저장조를 일정한 온도를 유지하도록 가열하여 마그네슘 용액의 고착을 방지하며, 마그네슘 용해로의 내부에는 용탕 저장조 외주면의 접선방향으로 복수개의 선회형 버너가 설치되어 용탕 저장조의 가열을 효율적으로 할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, a magnesium melting furnace is installed around the molten metal storage tank installed in the lower part of the condenser to prevent the fixation of magnesium solution by heating the molten metal storage tank to maintain a constant temperature, and a plurality of turns in the tangential direction of the outer peripheral surface of the molten metal storage tank in the tangential direction. The type burner is installed to provide an effect of efficiently heating the molten metal storage tank.
또한, 고상에서 마그네슘을 처리하는 과정의 산화물로 오염되는 품질저하를 방지할 수 있으며, 중간과정에서의 대기중 노출에 따른 손실없이 마그네슘의 회수율을 향상시킬 수 있고, 환원잔재물인 슬래그를 밀폐조건하에서 연속적으로 배출할 수 있어, 이를 통해 공정 자동화와 고생산성의 조업이 가능하게 되는 효과를 제공한다.In addition, it is possible to prevent deterioration of the quality contaminated with oxide in the process of processing magnesium in the solid phase, improve the recovery rate of magnesium without loss due to exposure to the air in the middle process, and to reduce the slag as a residue of residue under the sealed condition. Emissions can be carried out continuously, which allows for process automation and high productivity operation.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above embodiments are merely illustrative in all respects and should not be construed as limiting.
400: 열환원로 410: 열환원 반응관
500: 응축기 600: 진공펌프400: heat reduction furnace 410: heat reduction reaction tube
500: condenser 600: vacuum pump
Claims (11)
소성돌로마이트, 페로실리콘 및 형석분말이 혼합 성형된 성형체 단광을 가열하는 열환원로;
상기 열환원로의 내부에 설치되며 상기 성형체 단광이 장입되어 상기 열환원로에 의해 가열되는 열환원 반응관; 및
상기 열환원로의 외부에 설치되되 상기 열환원 반응관에 각각 연결되어, 상기 열환원 반응관에서 생성된 마그네슘 증기를 교대로 응축시키는 복수의 응축기;를 포함하며,
상기 응축기의 상단에는 마그네슘의 용해를 촉진하도록 마그네슘정련용 염화마그네슘 플럭스를 투입하는 공급구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.As a heat reduction device for manufacturing magnesium used in the magnesium manufacturing process,
A heat reduction furnace for heating the molded briquettes in which the calcined dolomite, ferrosilicon, and fluorite powder are mixed and molded;
A heat reduction reaction tube installed inside the heat reduction furnace and charged with the molded briquettes and heated by the heat reduction reactor; And
And a plurality of condensers installed outside of the heat reduction reactor and connected to the heat reduction reaction tubes, respectively, to condense alternating magnesium vapors generated in the heat reduction reaction tubes.
And a supply port for injecting magnesium chloride flux for refining magnesium to facilitate dissolution of magnesium at an upper end of the condenser.
상기 복수의 응축기 각각에 연결되어 상기 응축기의 내부를 진공으로 하는 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.The method of claim 1,
And a vacuum pump connected to each of the plurality of condensers to vacuum the inside of the condenser.
상기 열환원 반응관과 상기 응축기 사이에는 연결배관이 연결되며, 상기 연결배관은 상기 응축기의 외주면에 접선방향으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.The method of claim 1,
A connection pipe is connected between the heat reduction reaction tube and the condenser, and the connection pipe is connected to the outer circumferential surface of the condenser in a tangential direction.
상기 연결배관에는 각각의 응축기에 마그네슘 증기를 교대로 공급하도록 차단밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.The method of claim 3, wherein
And a shutoff valve is installed in the connection pipe to alternately supply magnesium vapor to each condenser.
상기 응축기의 내부 상단에는 통형상의 연소실이 설치되고, 상기 연소실의 외주면에 부착된 마그네슘 크라운을 가열 용해하도록 상기 연소실의 내주면 둘레에 복수개의 자기 열교환식 버너가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.The method of claim 1,
A cylindrical combustion chamber is installed at the upper end of the condenser, and a plurality of self-heat exchanger-type burners are installed around the inner circumferential surface of the combustion chamber to heat-dissolve the magnesium crown attached to the outer circumferential surface of the combustion chamber. Reduction device.
상기 응축기의 내부 하단에는 상기 응축기의 내부 상단에서 응축되어 흘러내리는 마그네슘 용액을 저장하는 용탕 저장조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.The method of claim 1,
And a molten metal storage tank configured to store a magnesium solution condensed at the inner upper end of the condenser and flowing down at an inner lower end of the condenser.
상기 응축기의 하부에는 상기 용탕 저장조를 일정한 온도를 유지하도록 가열하여 마그네슘 용액의 고착을 방지하는 마그네슘 용해로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.The method of claim 7, wherein
And a magnesium melting furnace is installed below the condenser to prevent the fixation of the magnesium solution by heating the molten metal reservoir to maintain a constant temperature.
상기 마그네슘 용해로의 내부에는 상기 용탕 저장조를 가열하도록 상기 용탕 저장조 외주면의 접선방향으로 복수개의 선회형 버너가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치.The method of claim 8,
And a plurality of swing-type burners installed in a tangential direction of the outer circumferential surface of the molten metal storage tank to heat the molten metal storage tank.
소성돌로마이트, 페로실리콘 및 형석분말이 혼합 성형된 성형체 단광을 가열하여 마그네슘 증기를 생성하는 단계;
상기 생성된 마그네슘 증기를 각각의 응축기로 분배하여 교대로 공급하는 단계;
상기 공급된 마그네슘 증기를 응축기에서 응축하는 단계; 및
상기 응축된 마그네슘을 용해하여 배출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치를 이용한 마그네슘의 제조방법.A method for producing magnesium using the heat reduction device for producing magnesium according to claim 1,
Heating the molded briquettes mixed with the calcined dolomite, ferrosilicon and fluorite powder to generate magnesium vapor;
Distributing the produced magnesium vapor to each condenser and supplying it alternately;
Condensing the supplied magnesium vapor in a condenser; And
Dissolving and discharging the condensed magnesium; Method of producing magnesium using a heat reduction device for producing magnesium, characterized in that it comprises a.
상기 용해된 마그네슘을 상기 응축기의 하부에 설치된 용탕 저장조에서 용액상태로 유지할 수 있도록 가열하며 하단부의 정련로로 배출하여 정련하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조용 열환원장치를 이용한 마그네슘의 제조방법.11. The method of claim 10,
The molten magnesium is heated to maintain the solution in the molten metal storage tank installed in the lower part of the condenser and discharged to the refining furnace at the bottom of the refinement to manufacture magnesium using the heat reduction device for manufacturing magnesium Way.
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