KR101444335B1 - 알루미늄 회수장치 - Google Patents

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KR101444335B1
KR101444335B1 KR1020130049319A KR20130049319A KR101444335B1 KR 101444335 B1 KR101444335 B1 KR 101444335B1 KR 1020130049319 A KR1020130049319 A KR 1020130049319A KR 20130049319 A KR20130049319 A KR 20130049319A KR 101444335 B1 KR101444335 B1 KR 101444335B1
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이규업
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주식회사 피.케이.지
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Abstract

본 발명은 용해로에서 제거되는 알루미늄 드로스를 처리하여 알루미늄을 회수하는 알루미늄 회수장치에 있어서, 본체 프레임,알루미늄 드로스를 담아 상기 본체 프레임의 하부에 장착되는 도가니, 임펠러를 회전시켜 상기 도가니에 담겨진 알루미늄 드로스에 와류를 발생시키는 와류 발생부 및 상기 와류 발생부를 본체 프레임을 따라 상하로 구동시키는 상하 구동부 및 가동중 테르밋 반응에 의하여 순간적으로 알루미늄 드로스의 온도가 과 상승할 경우, 냉재를 도가니에 투입하기 위한 냉재 자동 투입부를 포함하며, 상기 도가니는 와류 발생시 알루미늄 드로스가 외부로 비산되는 것을 방지하기 위한 소정의 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 회수장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 모터의 축과 임펠러 축을 중심축을 통한 직결식으로 회전력을 전달함에 따라 와류 발생부의 구조가 단순하여 고장이 적으며, 또한 고장시에도 수리 작업을 할 수 있는 공간이 확보되므로 정비가 용이하고, 간편하게 임펠러 축 하단만을 분리하여 교체가 가능하므로 비용 절감 및 예비품을 확보하기가 용이하며, 또한 계량부에 의하여 적정량의 냉재가 버퍼 탱크에 저장되어 도가니에 투입함으로써 냉재 투입을 정확하고 간편하게 할 수 있다.

Description

알루미늄 회수장치{ALUMINUM RECOVERY APPARATUS FROM ALUMINUM DROSS}
본 발명은 알루미늄 회수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄을 용해하는 과정에서 용탕 표면에 떠올라 있는 알루미늄 드로스에 내재되어 있는 잔류 알루미늄을 회수하기 위한 알루미늄 회수장치에 관한 것이다.
알루미늄은 가볍고 가공성이 좋으며 전기 및 열전도도가 높을 뿐 아니라, Si, Mg, Zn, Mn, Cu 등의 원소와 함께 다양한 종류의 고강도, 고내식성 합금으로 이용되는 금속이다. 이에 따라, 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 음료 수 캔, 차량, 가전용품, 건축, 기계, 전기, 항공기 등 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
알루미늄 지금을 생산하기 위한 정련 과정에서, 용탕 표면에는 드로스(DROSS, 슬래그)가 부상하게 된다. 이러한 드로스는 고순도의 알루미늄 지금을 생산하기 위하여 제거된다. 일반적으로 플럭스 처리를 하지 않은 용탕 표면의 드로스에는 80 내지 90 중량%의 알루미늄이 함유되어 있고, 용탕의 청정화를 위해 플럭스 처리한 용탕 표면의 드로스에는 60 내지 70 중량%의 알루미늄이 함유되어 있다. 이와 같이 드로스에는 다량의 알루미늄이 함유되어 있으므로, 드로스로부터 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 회수하기 위한 노력이 계속되고 있다.
알루미늄 드로스로부터 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 회수하는 방법으로는, 용탕으로부터 제거한 알루미늄 드로스를 용해로 외부에 별도로 설치된 알루미늄 회수장치에 이송한 다음 드로스 발열 플럭스를 투입하여 드로스로부터 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 회수하는 방법과, 용탕 내의 드로스에 플럭스를 투입하여 알루미늄을 드로스로부터 분리시키는 방법으로 대별된다.
알루미늄 회수장치에서 드로스로부터 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 회수하려면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 용탕으로부터 알루미늄 회수장치로 이송된 드로스를 충분히 재용융시킬 수 있는 충분한 발열량이 필요하다. 이는 드로스가 용탕으로부터 알루미늄 회수장치로 이송되는 동안 드로스의 온도가 낮아지기 때문이다.
일반적으로 알루미늄 회수장치는 발열 플럭스를 투입하여 테르밋 반응에 의한 고열을 이용하여 온도가 낮아진 알루미늄 드로스를 재용융시키기 위하여 용융된 알루미늄 드로스를 교반시키기 위하여 임펠라를 회전시키는 구조를 갖는다.
그러나 종래 알루미늄 회수장치는 상기 임펠라를 회전시키기 위하여 구동모터, 감소기, 평기어,회전축, 커플링, 임펠러 구조로 복잡하고 편심이 발생하면, 기어 등의 고장이 많으며, 또한 도가니를 장착 이탈 시 임펠러를 상하로 움직이는 구동부는 H-Beam 구조를 갖는 가이드를 따라 움직임으로 운전 중에 비틀림이 발생하고 그에 따른 끼임 현상이 발생함으로써 공정 효율성이 저하된다는 문제점이 있다. 또한 도가니의 깊이가 얕아 작업 중 임펠러 회전력에 의한 알루미늄 드로스가 외부로 비산되어 작업 환경을 저해하며, 냉재 투입 호퍼의 냉재량 조절이 원만하지 않아 버켓 컨베어에 부하가 걸려 고장이 잦다는 문제점이 있다.
따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 구동부의 상하 운동시 흔들림이 없으며, 임펠러 회전에 의한 비산을 방지하며, 냉재량을 계량하고, 자동으로 적정량의 냉재가 도가니에 투입될 수 있는 알루미늄 회수장치가 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0047701호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 알루미늄을 용해하는 과정에서 용탕 표면에 떠올라 있는 알루미늄 드로스에 내재되어 있는 잔류 알루미늄을 회수하기 위한 알루미늄 회수장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 알루미늄 회수장치는 용해로에서 제거되는 알루미늄 드로스를 처리하여 알루미늄을 회수하는 알루미늄 회수장치에 있어서, 본체 프레임, 알루미늄 드로스를 담아 상기 본체 프레임의 하부에 장착되는 도가니, 임펠러를 회전시켜 상기 도가니에 담겨진 알루미늄 드로스에 와류를 발생시키는 와류 발생부, 및 상기 와류 발생부를 본체 프레임을 따라 상하로 구동시키는 상하 구동부 및 가동중 테르밋 반응에 의하여 순간적으로 알루미늄 드로스의 온도가 과 상승할 경우, 냉재를 도가니에 투입하기 위한 냉재 자동 투입부를 포함하며, 상기 도가니는 와류 발생시 알루미늄 드로스가 외부로 비산되는 것을 방지하기 위한 소정의 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 와류 발생부는 와류 발생부 프레임, 상기 와류 발생부 프레임에 지지되며 회전력을 발생시키는 모터 및 상기 모터에 직결된 중심축과 임펠러 축을 연결하는 축 연결부를 포함하며, 도가니의 배출홀에 삽입되는 배출 방지 핀이 연결된 임펠러 하부는 임펠러 축 연결부에 의하여 분리되어 지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 본체 프레임은 복수의 구조용구조용 각형 파이프에 의하여 지지되며, 상기 와류 발생부 프레임은 상기 구조용 각형 파이프의 면을 접촉하여 이동하는 다수의 가이드 롤러를 통하여 상하로 움직이는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 냉재 자동 투입부는 냉재 투입 호퍼, 상기 냉재 호퍼에 담겨진 냉재를 소정의 높이에 있는 버퍼 탱크로 이송하는 냉재 이송부, 상기 버퍼 탱크에 투입되는 냉재량을 계량하는 계량부 및 상기 계량부로부터 입력되는 냉재량 측정값에 따라 1회 투입되는 냉재량을 초과하는 경우, 상기 냉재 이송부의 동작을 중지시키며, 가동중 테르밋 반응에 의하여 알루미늄 드로스의 온도가 과 상승 할 경우, 버퍼 탱크에 있는 1회 투입되는 냉재량이 도가니에 투입되도록 버퍼 탱크의 투입구를 개방하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 와류 발생부는 와류 발생부 프레임에 의하여 지지되는 내익 구동모터 및 외익 구동모터, 상기 내익 구동모터와 중공축에 삽입되는 중심축을 통하여 연결되는 임펠러 내익 및 상기 외익 구동모터와 상기 중공축을 통하여 연결되는 임펠러 외익을 포함하며, 상기 임펠러 내익과 임펠러 외익은 서로 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 온도가 낮아진 알루미늄 드로스에 상기 발열 플럭스가 투입되어 테르밋 반응에 의한 고열에 의하여 다시 알루미늄 드로스가 재용융되며, 임펠러에 의하여 재용융된 알루미늄 드로스에 와류를 형성함으로써 알루미늄 드로스의 재용용을 더욱 활성화시킬 수 있다.
또한 모터의 축과 임펠러 축을 중심축을 통한 직결식으로 회전력을 전달함에 따라 와류 발생부의 구조가 단순하여 고장이 적으며, 또한 고장시에도 수리 작업을 할 수 있는 공간이 확보되므로 정비가 용이하다.
또한 임펠러 축 하단은 도가니의 내부 바닥면과 마찰이 발생하여 마모가 발생함에 따라 간편하게 임펠러 축 하단만을 분리하여 교체가 가능하므로 비용 절감 및 예비품을 확보하기가 용이하다.
또한 계량부에 의하여 적정량의 냉재가 버퍼 탱크에 저장되어 도가니에 투입함으로써 냉재 투입을 정확하고 간편하게 할 수 있으며, 냉재 투입 호퍼의 냉재량 조절을 수동 게이트를 통하여 냉재 이송부에 의하여 이송되는 냉재량을 적정량을 조절할 수 있음으로 버켓 컨베이어 방식 또는 스크류 피더 방식의 냉재 이송부의 고장을 줄일 수 있다.
또한 와류 발생부는 각각 분리되어 있는 임펠러 내익과 임펠러 외익을 서로 반대방향으로 회전시킴에 따라 효율적으로 알루미늄 용탕에 와류를 발생시켜 교반의 정도를 높일 수 있임으로써 알루미늄 회수율을 상승시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 회수장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 회수장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 회수장치의 와류 발생부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 드로스를 담는 도가니를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류 발생부가 각형 프레임을 가이드 롤러를 통하여 상하로 이동되는 구동 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도가니에 냉재를 자동으로 투입하는 냉재 자동 투입부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내익과 외익이 서로 반대 방향으로 회전할 수 있는 알루미늄 회수장치의 와류 발생부를 설명하기 위한 도면이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 회수장치의 사시도이고, 도 2는 알루미늄 회수장치의 단면도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 알루미늄 회수장치(1000)는 본체 프레임(100), 상기 본체 프레임의 하부에 장착되는 알루미늄 드로스를 담은 도가니(300), 상기 도가니(300)에 담겨진 알루미늄 드로스에 와류를 형성하기 위한 와류 발생부(200) 및 상기 와류 발생부(200)를 상하로 구동시키는 상하 구동부(400)를 포함한다.
알루미늄 드로스는 알루미늄 용해로에서 알루미늄을 용융하는 과정에서 연소 공기중의 과잉 산소와 알루미늄이 결합하여 생성되며, 용탕 상부에 떠 있는 상태가 된다. 먼저 용해로 내부에 있는 알루미늄 드로스를 알루미늄 회수장치로 이동시키기 위하여 포오크의 끝단에 갈고리가 연결된 지게차를 이용하여 용탕 상부에 떠 있는 알루미늄 드로스를 긁어 도가니에 담은 후, 지게차의 포오크를 도가니 프레임에 형성된 운반용 홈(350)에 삽입하여 알루미늄 회수장치로 운반할 수 있다. 지게차에 의하여 알루미늄 용해로로부터 담겨진 알루미늄 드로스는 운반 과정 중 식어 온도가 낮아진 상태로 프레임의 하부에 장착되게 된다.
즉 알루미늄 드로스가 담겨진 도가니를 운반하고 있는 지게차는 프레임 하부에 형성된 도가니 장착부(110)의 도가니 삽입 가이드(111)를 따라 도가니를 밀어 넣음으로써 본체 프레임(100)의 하부에는 온도가 낮아진 알루미늄 드로스를 담은 도가니(300)가 장착되게 된다.
먼저 상기 본체 프레임(100)은 4개의 구조용 각형 파이프(101,102,103,104)가 지면에 고정되어 와류 발생부(200) 및 도가니(300)가 내부에 장착될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 본체 프레임(100)의 상부 공간에는 와류 발생부(200)가 위치하며, 본체 프레임(100)의 하부는 도가니 장착부(110)가 형성되어 도가니(300)가 장착될 수 있다.
와류 발생부는 와류 발생부 프레임(210), 상기 와류 발생부 프레임(210)의 일측에 연결되어 회전력을 발생시키는 모터(220), 모터(220) 축과 기어 등의 동력 전달 부재의 연결없이 직결되어 연결된 중심축(도 3의 221참조), 상기 중심축과 임펠러(250) 축이 축 연결부(230)를 통하여 연결되고, 임펠러(250)가 회전함으로써 도가니(300)에 담겨진 알루미늄 드로스 교반하여 재용융시키기 위한 와류를 발생시킬 수 있다.
도가니에 담겨진 알루미늄 드로스에 발열 플럭스를 투입시켜 테르밋 반응에 따른 고열을 발생시킴으로써 알루미늄 드로스를 재용융시킬 수 있다. 상기 발열 플럭스는 금속 질화물, 금속 불화물, 금속 황산화물 및 염화물 중 적어도 하나 이상이 소정의 비율로 혼합된 소정의 직경을 갖는 혼합물이 될 수 있다. 즉 온도가 낮아진 알루미늄 드로스에 상기 발열 플럭스가 투입되어 테르밋 반응에 의한 고열에 의하여 다시 알루미늄 드로스가 재용융되며, 임펠러에 의하여 재용융된 알루미늄 드로스에 와류를 형성함으로써 알루미늄 드로스의 재용용을 더욱 활성화시킬 수 있다.
한편 상기 프레임의 측면에 형성된 상하 구동부 연결대(211)는 상하 구동부(400)의 실린더(420)의 일측과 연결될 수 있다. 와류 발생부(210)는 실린더(420)의 피스톤 운동에 따라 본체 프레임(100)의 구조용 각형 파이프와 접촉하는 가이드 롤러를 통하여 상하로 이동할 수 있다.
상하 구동부(400)는 본체 프레임의 측면에 연결되는 상하 구동부 받침대(410)에 의하여 고정되며, 상하 구동부 받침대(410)와 상기 와류 발생부 프레임(210)에 형성된 상하 구동부 연결대(211)를 통하여 연결되는 피스톤 운동을 하는 실린더(420)로 이루어질 수 있다. 여기서 상하 구동부(400)는 힘을 발생시키는 일 예로 실린더(420)에 대하여 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 모터 등에 발생되는 힘에 의하여 와류 발생부를 상하로 이동시키는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
이후 와류 발생부(200)는 모터(220)에 의하여 임펠러(250)를 회전시킴과 동시에 상하 구동부(400)에 의하여 임펠러(250)가 도가니(300)에 담겨진 알루미늄 드로스 내부로 잠입되어 회전하면서 알루미늄 드로스에 와류를 발생시킨다. 여기서 모터(220)는 알루미늄 드로스의 내부 온도에 따라 정회전, 역회전, 고속회전, 저속회전 함에 따라 임펠러(250) 회전 방향 및 속도를 제어할 수 있다.
한편 발열 플럭스 투입 및 임펠러 회전에 의하여 재용융된 알루미늄 드로스의 온도는 과발열에 의하여 임펠러 및 도가니 자체를 녹일 수 있는 온도까지 상승하면 않되므로 알루미늄 금속만이 용융될 수 있는 온도를 유지하도록 냉재가 투입될 수 있으며, 상기 냉재는 미분상태의 알루미늄 드로스가 될 수 있다.
즉 임펠러(250)의 회전에 의하여 도가니(300)의 온도가 상승하는 경우 냉재 자동 투입부(500)의 냉재 투입관(541)을 통하여 도가니(300)에 냉재(알루미늄 드로스)가 소정의 양만큼 투입되어 도가니의 내부 온도를 낮출 수 있다.
상기 냉재 자동 투입부(500)는 도가니의 온도가 미리 설정된 온도 이상이 되는 경우, 미리 설정된 냉재량을 도가니에 자동으로 투입하는 기능을 하며, 냉재 투입 호퍼(510), 상기 냉재 투입 호퍼에 담겨진 냉재를 소정의 높이로 이송하기 위한 냉재 이송부(520), 냉재 이송부에 의하여 이송된 냉재가 미리 설정된 양만큼 저장되는 버퍼 탱크(540)를 포함할 수 있다.
냉재 자동 투입부(500)는 도 6에서 상세히 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 알루미늄 드로스를 재용융시켜 도가니에는 알루미늄 용탕으로 변화하며, 알루미늄 드로스 내에 존재하는 알루미늄 메탈과 산화 알루미늄은 용융상태에서 비중차에 의하여 알루미늄 메탈은 아래로 가라앉고 산화 알루미늄은 위로 뜨게된다. 이후 도가니내의 알루미늄 용탕은 와류 발생부가 상부로 이동함에 따라 임펠러의 하측에 결합된 배출 방지핀이 도가니의 하부에 형성된 배출홀에서 이탈함에 따라 상기 배출홀을 통하여 배출 포트(30)에 담겨져 알루미늄을 알루미늄 드로스로부터 회수 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 회수장치의 와류 발생부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)에서 보는 바와 같이, 와류 발생부(200)는 모터(220)의 회전에 의하여 임펠러(250)를 회전시킴으로써 도가니에 담겨진 알루미늄 드로스에 와류를 발생하는 기능을 수행한다.
와류 발생부(200)는 종래 모터, 감소기, 평기어,회전축, 커플링, 임펠러 구조가 아닌 모터(20), 모터(220)의 축에 직결되어 연결된 중심축(221)이 축 연결부(230)를 통하여 임펠러(250)에 연결되는 구조를 갖는다. 여기서 상기 중심축(221)의 회전을 가이드 하기 위하여 와류 발생부 프레임(210)의 하측에는 상기 중심축(221)이 관통하는 중심축 가이드(222)가 위치할 수 있다. 축 연결부(230)의 일측은 중심축(221)이 삽입되어 중심축 체결핀(221a)에 의하여 고정되고, 축 연결부(230)의 타측은 임펠러 축 상단(251)이 삽입되어 임펠러 축 체결핀(251a)에 의하여 고정될 수 있다. 따라서 모터의 축과 임펠러 축을 중심축을 통한 직결식으로 회전력을 전달함에 따라 와류 발생부의 구조가 단순하여 고장이 적으며, 또한 고장시에도 수리 작업을 할 수 있는 공간이 확보되므로 정비가 용이하다.
한편 도 3의 (b)에서 보는 바와 같이, 상기 임펠러(250)의 임펠러 축 하단(252)은 임펠러 연결부(255)에 의하여 임펠러 축 상단(251)과 분리될 수 있다. 즉 임펠러 축 하단(252)은 도가니의 내부 바닥면과 마찰이 발생하여 마모가 발생함에 따라 간편하게 임펠러 축 하단(252)만을 분리하여 교체가 가능하므로 비용 절감 및 예비품을 확보하기가 용이하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 드로스를 담는 도가니를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 도가니(300)는 테르밋 반응을 원활하게 하기 위한 임펠러(250)의 회전에 의하여 알루미늄 드로스가 용융된 알루미늄 용탕이 도가니 밖으로 비산되는 것을 방지하기 위하여 소정의 깊이(h)를 갖으며, 도가니 하부 중심에는 용융된 알루미늄 용탕을 배출하기 위한 배출홀(310)이 형성되어 있다.
상기 배출홀(310)은 와류 발생부의 하강에 의하여 임펠러(250) 축의 하부에 결합된 배출 방지핀(260)이 삽입되어 알루미늄 드로스의 재처리 공정 중 용융된 알루미늄 용탕이 도가니의 배출홀을 통하여 배출되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류 발생부가 각형 프레임을 가이드 롤러를 통하여 상하로 이동되는 구동 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 와류 발생부는 와류 발생부 프레임(210)에 연결된 가이드 롤러(282,283)를 포함하는 상하 이동부(280)가 구조용 각형 파이프(104)의 측면과 접촉되어 상하 구동부의 힘에 의하여 상하로 이동할 수 있다.
여기서 상기 상하 이동부(280)는 사각형의 와류 발생부 프레임(210)의 각각의 모서리 측면에 결합된 각각의 롤러 지지대(281)에 각각의 가이드 롤러(282)가 연결되어 이루어질 수 있다. 즉 상하 이동부(280)의 하나의 모서리 일측은 하나의 구조용 각형 파이프(104) 두개의 면에 각각 롤러 지지대(281)에 의하여 지지되는 가이드 롤러(282,283)가 접촉되어 두 개의 가이드 롤러(282,283)가 실린더의 피스톤 운동에 의하여 발생되는 힘에 따라 하나의 구조용 각형 파이프의 두개 면을 따라 움직일 수 있다. 따라서 와류 발생부(200)가 상하 이동시 수평 방향으로의 움직임을 방지할 수 있음으로 알루미늄 회수장치의 내구성 향상 및 배출 방지 핀이 도가니의 배출홀에 정확히 삽입될 수 있으므로 알루미늄 재처리 공정 과정시 발생되는 오류를 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도가니에 냉재를 자동으로 투입하는 냉재 자동 투입부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 알루미늄 회수장치는 재처리 공정 과정시 테르밋 반응(Thermit reaction)에 의한 과도한 발열반응이 일어나는 경우, 알루미늄 드로스가 재용융된 알루미늄 용탕의 온도를 낮추기 위하여 소정 량의 냉재(알루미늄 드로스)를 자동으로 투입할 수 있는 알루미늄 자동 투입부(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 냉재는 최초 지상에 설치된 냉재 투입 호퍼(510)에 투입되어 냉재 투입구(511)를 통하여 버켓 컨베이어 방식 또는 스크류 피더 방식의 냉재 이송부(520)에 공급된 후 버퍼 탱크(540)에 저장될 수 있다. 여기서 상기 냉재 투입 호퍼(510)는 수동 게이트(512)가 설치되어 냉재 투입구(511)를 개폐함으로서 냉재 투입량을 조절할 수 있음으로 적당량의 냉재가 냉재 이송부(520)에 투입되어 이송될 수 있다.
상기 버퍼 탱크(540)의 일측에는 버퍼 탱크(540)에 공급되는 냉재량을 계측할 수 있는 계량부(530)가 연결되어 계측된 냉재량을 제어부(미도시)에 전송할 수 있다. 상기 제어부는 계측된 냉재량이 미리 설정된 냉재량을 초과하였다고 판단되는 경우, 상기 냉재 이송부(520)에 동력을 전달하는 이송모터(521)의 동작을 중지시킴으로써 버켓 컨베이어 또는 스큐류 피더의 동작을 멈춤으로써 일정량의 냉재량 만이 버퍼 탱크(540)에 저장될 수 있다.
또한 상기 제어부는 도가니 내부의 용융 알루미늄이 과발열 상태인 경우, 작업자의 냉재 투입 버튼을 누름에 따른 냉재 투입 명령을 수신하는 경우, 버퍼 탱크(540)의 하부에 위치한 자동 게이트(542)를 개방하여 현재 버퍼 탱크에 담겨진 소정의 냉재량을 일시에 도가니에 냉재 투입관(541)을 통하여 투입시킬 수 있다.
따라서 계량부에 의하여 적정량의 냉재가 버퍼 탱크에 저장되어 도가니에 투입함으로써 냉재 투입을 정확하고 간편하게 할 수 있으며, 냉재 투입 호퍼의 냉재량 조절을 수동 게이트를 통하여 냉재 이송부에 의하여 이송되는 냉재량을 적정량을 조절할 수 있음으로 버켓 컨베이어 방식 또는 스크류 피더 방식의 냉재 이송부의 고장을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내익과 외익이 서로 반대 방향으로 회전할 수 있는 알루미늄 회수장치의 와류 발생부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 알루미늄 회수장치의 와류 발생부(700)는 와류 발생부 프레임(210)에 의하여 지지되는 내익 구동모터(710) 및 외익 구동모터(미도시), 상기 내익 구동모터(710)와 중공축(722)에 삽입되는 중심축(711)을 통하여 연결되는 임펠러 내익(751), 상기 외익 구동모터(미도시)와 중공축(722)을 통하여 연결되는 임펠러 외익(752)를 포함한다.
알루미늄 용해로로부터 회수되는 알루미늄 드로스 또는 고체 상태의 재처리된 알루미늄 드로스로부터 알루미늄을 회수율을 높이기 위해서는 도가니내에 알루미늄 드로스에 발열 플럭스 또는 냉재를 첨가한 후 알루미늄 용융상태로 유지되도록 임펠러를 이용하여 교반(와류 발생)이 효율적으로 이루어져야 한다. 즉 교반의 정도를 높이기 위하여 임펠러(750)는 도가니(790)의 하부 영역을 회전하는 임펠러 내익(751)과 도가니(790)의 상부 영역을 회전하는 임펠러 외익(752)으로 각각 분리되는 2중 구조로 이루어져 서로 반대 방향으로 회전될 수 있다.
임펠러 내익(751)은 와류 발생부 프레임(210)에 의하여 지지되는 내익 구동모터(710)와 직결되어 있는 중심축(711)과 연결된 내익 연결부(730) 일측에 삽입된 후 내익 고정핀(731)을 통하여 체결될 수 있다.
임펠러 외익(752)은 와류 발생부 프레임(210)에 의하여 지지되는 외익 구동 모터(미도시)와 연결되는 감속기(720) 및 상기 감속기(720)과 연결되는 동력 전달부(721)를 통하여 회전하는 중공축(722)의 측면에 연결된 하나 이상의 외익 연결부(740) 일측에 삽입된 후 외익 고정핀(741)을 통하여 체결될 수 있다. 상기 동력 전달부(721)는 외익 구동모터(미도시)의 회전력을 중공축(722)에 전달하기 위하여 외익 구동모터(미도시)로부터 회전력을 전달받은 감속기(720)와 연결되는 평기어 또는 체인으로 이루어질 수 있다. 여기서 임펠러 내익(751)과 연결되는 중심축(711)은 중공축(721)에 삽입되며, 상기 중공축(721)은 와류 발생부 프레임(210)의 일측에 연결된 축 가이드(219)에 의하여 지지될 수 있다.
2중 구조를 갖는 임펠러가 회전하는 도가니(790)는 융융된 알루미늄이 도가니 외부로 비산되는 것을 방지하기 위하여 도가니(790)의 상부(B)는 임펠러 외익(752)의 수직 길이와 대응되는 길이를 갖음에 따라 도가니(790)의 전체적인 형상은 'U'자 형상을 갖도록 제조될 수 있다.
따라서 와류 발생부는 각각 분리되어 있는 임펠러 내익(751)과 임펠러 외익(752)를 서로 반대방향으로 회전시킴에 따라 효율적으로 알루미늄 용탕에 와류를 발생시켜 교반의 정도를 높일 수 있음으로 동일 방향으로 회전시보다 알루미늄 드로스로부터 알루미늄의 회수율을 5 ~ 10% 높일 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
30:받침 포트 100:본체 프레임
101,102,103,104:구조용 각형 파이프 104a:갭 조정판
110:도가니 장착부 111:도가니 삽입 가이드
200,700:와류 발생부 210:와류 발생부 프레임
211:상하 구동부 연결대 220:모터
221:중심축 221a:중심축 체결핀
222:중심축 가이드 230:축 연결부
250,750:임펠러 251:임펠러 축 상단
251a:임펠러 축 체결핀 252:임펠러 축 하단
255:임펠러 연결부 260:배출 방지 핀
280:상하 이동부 281:롤러 지지대
282:제1 가이드 롤러
283:제2 가이드 롤러 300:도가니
310:배출홀 350:운반용 가이드
400:상하 구동부 410:상하 구동부 받침대
500:냉재 자동 투입부 510:냉재 투입 호퍼
511:냉재 투입구 512:수동 게이트
520:냉재 이송부 521:이송 모터
530:계량부 540:버퍼 탱크
541:냉재 투입관 542:자동 게이트
710:내익 구동모터 711:중심축
720:감속기 721:동력 전달부
722:중공축 730:내익 연결부
740:외익 연결부 751:임펠러 내익
752:임펠러 외익 1000:알루미늄 회수장치

Claims (6)

  1. 용해로에서 제거되는 알루미늄 드로스를 처리하여 알루미늄을 회수하는 알루미늄 회수장치에 있어서,
    본체 프레임,
    알루미늄 드로스를 담아 상기 본체 프레임의 하부에 장착되는 도가니,
    임펠러를 회전시켜 상기 도가니에 담겨진 알루미늄 드로스에 와류를 발생시키는 와류 발생부,
    상기 와류 발생부를 본체 프레임을 따라 상하로 구동시키는 상하 구동부 및
    가동중 테르밋 반응에 의하여 순간적으로 알루미늄 드로스의 온도가 과 상승할 경우, 냉재를 도가니에 투입하기 위한 냉재 자동 투입부를 포함하며,
    상기 도가니는 와류 발생시 알루미늄 드로스가 외부로 비산되는 것을 방지하기 위한 소정의 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 회수장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 와류 발생부는
    와류 발생부 프레임,
    상기 와류 발생부 프레임에 지지되며 회전력을 발생시키는 모터 및
    상기 모터에 연결된 모터축과 임펠러 축을 직결시키는 축 연결부를 포함하며,
    도가니의 배출홀에 삽입되는 배출 방지 핀이 연결된 임펠러 하부는 임펠러 축 연결부에 의하여 분리되어 지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 회수장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본체 프레임은 복수의 구조용 각형 파이프에 의하여 지면에 지지되며,
    상기 와류 발생부 프레임은 상기 구조용 각형 파이프의 면을 접촉하여 이동하는 다수의 가이드 롤러를 통하여 상하로 움직이는 것을 특징으로 하는 알루미늄 회수장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉재 자동 투입부는
    냉재 투입 호퍼,
    상기 냉재 투입 호퍼에 담겨진 냉재를 소정의 높이에 있는 버퍼 탱크로 이송하는 냉재 이송부,
    상기 버퍼 탱크에 투입되는 냉재량을 계량하는 계량부 및
    상기 계량부로부터 입력되는 냉재량 측정값에 따라 1회 투입되는 냉재량을 초과하는 경우, 상기 냉재 이송부의 동작을 중지시키며, 가동중 테르밋 반응에 의하여 알루미늄 드로스의 온도가 과 상승할 경우, 버퍼 탱크에 있는 1회 투입되는 냉재량이 도가니에 투입되도록 버퍼 탱크의 투입구를 개방하도록 제어하는 제어부를 포함하는 알루미늄 회수장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 와류 발생부는
    와류 발생부 프레임에 의하여 지지되는 내익 구동모터 및 외익 구동모터,
    상기 내익 구동모터와 중공축에 삽입되는 중심축을 통하여 연결되는 임펠러 내익 및
    상기 외익 구동모터와 상기 중공축을 통하여 연결되는 임펠러 외익을 포함하며,
    상기 임펠러 내익과 임펠러 외익은 서로 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 회수장치.
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