KR101461787B1 - Heating unit and reduction furnace having thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛은 환원 대상물이 제공되는 바디수단, 상기 바디수단에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가수단 및 상기 마이크로파 인가수단의 마이크로파에 의해 발열하며, 상기 바디수단의 내부를 가로질러 제공되는 필러발열수단을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로는 상기 가열유닛 및 상기 환원 대상물이 제공되는 상기 바디수단의 내부를 진공 형성하도록 상기 바디수단의 외부에 연결된 진공부와, 상기 환원 대상물이 환원된 환원물 증기를 응집하도록 상기 바디수단의 상단에 연결된 응축부를 제공하는 진공형성유닛을 포함하며, 상기 환원물은 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 및 철(Fe) 중 하나일 수 있다.The heating unit according to an embodiment of the present invention generates heat by means of body means provided with an object to be reduced, microwave application means applying microwave to the body means, and microwave of the microwave application means, And may include provided filler heating means.
According to another aspect of the present invention, there is provided a reduction furnace comprising: a vacuum chamber connected to the outside of the body to vacuum form the inside of the heating unit and the body provided with the reduction object; And a condenser connected to the upper end of the body means for condensing water vapor, wherein the condensate can be one of magnesium (Mg), aluminum (Al) and iron (Fe).
Description
본 발명은 가열유닛 및 이를 포함한 환원로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로파의 인가시에 발열하는 필러발열수단을 환원 대상물이 제공되는 바디수단 내부에 가로질러 제공하는 발명에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적인 마그네슘 환원공정에서 사용하는 환원로는 원통형의 긴 내열강재를 주조하여 환원설비(Reduction facility: R) 내에 수평으로 설치하여 마그네슘을 제조하였었다. 최근에는 생산성을 높이는 방안으로 환원로를 수직으로 배열해서 외부에서 가스버너를 이용하여 약 1200℃ 전후로 가열하고 있다.The reducing furnace used in the general magnesium reduction process was made by casting a cylindrical long heat-resistant steel material and installing it horizontally in a reduction facility (R). In recent years, the reduction furnace has been vertically arranged in order to increase the productivity, and is heated to about 1200 ° C using a gas burner from the outside.
통상 이러한 마그네슘 제련 환원로가 열환원이 이루어지는 환원설비에 수평 설치되어 조업되는 경우를 피죤 공정(pidgion process)이라 부른다. 피죤 공정에서 일반적인 환원로의 치수는 내경이 300mm 전후이고, 길이가 약 3m 이며, 재질은 Cr-Ni 계 내열강으로서 대부분 원심주조로 제작된다.Generally, when the magnesium smelting reduction furnace is installed horizontally in a reduction facility where heat reduction is performed, this is called a pidgion process. In the Pigeon process, the general reduction furnace has an inner diameter of about 300 mm, a length of about 3 m, and the material is a Cr-Ni heat-resistant steel, which is mostly manufactured by centrifugal casting.
상기 환원로는 온도가 증가할수록 마그네슘 광석 중의 마그네슘 회수율이 상승하나, 환원로의 내열온도에 제약이 있어 환원로의 온도는 대략 1150 ~ 1250℃ 정도를 유지한다.As the temperature of the reducing furnace increases, the recovery rate of magnesium in the magnesium ore increases, but the temperature of the reducing furnace is maintained at about 1150 to 1250 ° C due to the limit of the heat-resistant temperature of the reducing furnace.
일반적인 마그네슘 열환원 공정에서 반응에 필요한 열은 환원설비에서 공기(air: A)와 석탄, 석탄가스, 천연가스 등의 연료(feul: F)의 반응 또는 일부 전기에 의해 공급되며, 환원로를 통해 내부의 단광 혼합물질로 전달된다.In a typical magnesium thermal reduction process, the heat required for the reaction is supplied by the reaction of the air (air: A) and the fuel (feul: F) such as coal, coal gas or natural gas in the reduction facility, It is transferred to the internal monochromatic mixed material.
환원로 내에서 소성돌로마이트와 환원제인 페로실리콘의 혼합체로 만들어진 단광으로 전달되는 열은 복사 및 전도에 의해 열전달이 이루어지며 광석의 열전도도가 낮기 때문에 환원로 내의 모든 장입물이 필요한 반응온도에 도달하기까지 매우 긴 시간이 필요한 단점이 있으며, 통상 조업 준비시간을 포함하여 1회 조업에 총 12 ~ 15시간 정도 소요된다.In the reduction furnace, the heat transferred by the single light made of the mixture of the calcined dolomite and the reducing agent, ferrosilicon, is transferred by radiation and conduction. Since the thermal conductivity of the ore is low, all the contents in the reduction furnace reach the required reaction temperature And it usually takes about 12 ~ 15 hours for one operation including preparation time for normal operation.
즉, 환원설비에 설치된 환원로의 외측에서 버너 등의 가열 기구에 의해 환원로 내부의 원료 광석을 가열하기 때문에, 환원로 내부의 원료는 접촉하고 있는 인접 원료와의 전도 및 공극 사이의 공간을 통한 복사 열전달에 의해 중심부까지 가열되어 반응을 완료하게 된다. 이에 따라, 환원로 중심부까지 열이 전달되어 반응이 완료되려면 12시간 이상이 소요되므로 외측에서 가열하는 경우에는 생산속도가 매우 느리게 되는 문제점이 있는 것이다.That is, since the raw material ore in the reducing furnace is heated by a heating mechanism such as a burner outside the reducing furnace provided in the reducing facility, the raw material in the reducing furnace is heated by the conduction between the adjacent raw materials in contact with each other, The reaction is completed by heating to the center by radiative heat transfer. Accordingly, since the heat is transferred to the center of the reducing furnace and the reaction takes more than 12 hours to complete, the production speed is very slow in the case of heating from the outside.
또한, 환원로의 직경이 커질수록 반응 완료시간이 증가하여 생산성이 떨어지므로 환원로의 크기는 통상 300mm 이내로 제한되는 한계가 있다.Further, as the diameter of the reduction furnace is larger, the reaction completion time is increased and productivity is lowered, so that the size of the reduction furnace is usually limited to within 300 mm.
최근에는 종래의 수평형 환원로에 비해 비교적 큰 직경을 갖는 수직형 환원로에 대한 기술이 개발되고 있으나 이 역시 환원로의 직경은 제한적이다.Recently, a technique for a vertical type reduction reactor having a relatively large diameter as compared with a conventional horizontal type reduction reactor has been developed, but the diameter of the reduction furnace is also limited.
따라서, 전술한 문제점을 해결하기 위한 가열유닛 및 이를 포함한 환원설비에 대한 연구가 필요하게 되었다.Therefore, it is necessary to study a heating unit and a reducing equipment including the heating unit to solve the above-mentioned problems.
본 발명의 목적은 마이크로파를 이용하여 환원로의 내부에서 열을 발생시켜, 생산속도를 향상시킴으로써, 생산성을 높일 수 있는 가열유닛 및 이를 포함한 환원로를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a heating unit capable of increasing productivity by generating heat in a reducing furnace by using a microwave and improving a production speed and a reducing furnace including the heating unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛은 환원 대상물이 제공되는 바디수단, 상기 바디수단에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가수단 및 상기 마이크로파 인가수단의 마이크로파에 의해 발열하며, 상기 바디수단의 내부를 가로질러 제공되는 필러발열수단을 포함할 수 있다.The heating unit according to an embodiment of the present invention generates heat by means of body means provided with an object to be reduced, microwave application means applying microwave to the body means, and microwave of the microwave application means, And may include provided filler heating means.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛의 상기 필러발열수단은 원기둥 형상 또는 판 형상으로 제공될 수 있다.Further, the filler heat generating means of the heating unit according to an embodiment of the present invention may be provided in a columnar shape or a plate shape.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛의 상기 필러발열수단은 상기 바디수단의 길이 방향으로 가로질러 제공되는 종필러 및 상기 바디수단의 폭 방향으로 가로질러 제공되는 횡필러 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The filler heating means of the heating unit according to an embodiment of the present invention also includes at least one of a longitudinal pillar provided across the longitudinal direction of the body means and a transverse pillar provided transversely across the body means can do.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛의 상기 마이크로파 인가수단은 마이크로파를 발생시키는 마그네트론 및 상기 마그네트론에서 발생한 마이크로파를 상기 발열수단으로 전달하며, 상기 바디수단의 둘레 방향으로 복수 개가 제공되는 도파관을 포함할 수 있다.The microwave applying means of the heating unit according to an embodiment of the present invention includes a magnetron for generating a microwave and a microwave generated from the magnetron to the heating means, and a plurality of waveguides provided in the circumferential direction of the body means .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛은 상기 바디수단의 외부에 제공되는 외부가열수단을 더 포함할 수 있다.Further, the heating unit according to an embodiment of the present invention may further include external heating means provided outside the body means.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로는 상기 가열유닛 및 상기 환원 대상물이 제공되는 상기 바디수단의 내부를 진공 형성하도록 상기 바디수단의 외부에 연결된 진공부와, 상기 환원 대상물이 환원된 환원물 증기를 응집하도록 상기 바디수단의 상단에 연결된 응축부를 제공하는 진공형성유닛을 포함하며, 상기 환원물은 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 및 철(Fe) 중 하나일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a reduction furnace comprising: a vacuum chamber connected to the outside of the body to vacuum form the inside of the heating unit and the body provided with the reduction object; And a condenser connected to the upper end of the body means for condensing water vapor, wherein the condensate can be one of magnesium (Mg), aluminum (Al) and iron (Fe).
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로의 상기 바디수단은 상기 진공부와 연결된 외통 및 상기 외통의 내부에 제공되어, 상기 환원물 증기를 상단의 상기 응축부로 전달하는 내통을 포함하며, 상기 환원 대상물은 상기 내통과 외통 사이에 제공될 수 있다.The body means of the reducing furnace according to another embodiment of the present invention includes an outer tube connected to the vacuum chamber and an inner tube provided inside the outer tube for transmitting the reduced vapor vapor to the condenser at the upper end, The object to be reduced may be provided between the above-described through-hole outer cylinder.
본 발명의 가열유닛 및 이를 포함한 환원로는 마이크로파에 의해 발열되는 필러발열수단을 제공함으로써, 환원 대상물이 제공되는 바디수단의 내부에서부터 가열시킬 수 있는 효과가 있다.The heating unit and the reducing furnace including the heating unit of the present invention have the effect of heating the inside of the body means provided with the reduction object by providing the pillow heating means which is heated by the microwave.
또한, 상기 필러발열수단이 상기 바디수단 내부에서 가로질러 제공됨으로써, 상기 환원 대상물을 고르게 가열시킬 수 있는 이점도 있다.Further, since the filler heat generating means is provided across the inside of the body means, there is an advantage that the reduction object can be heated evenly.
이에 의해, 상기 환원 대상물을 빠른 시간 내에 가열시킬 수 있어, 상기 환원 대상물이 환원된 환원물의 생산 속도를 향상시킴으로써, 생산성을 높일 수 있는 효과가 발생하게 된다.Thereby, the object to be reduced can be heated in a short period of time, and the production speed of the reduced material in which the object to be reduced is reduced is improved, so that the productivity can be increased.
또한, 환원 시간을 대폭 단축시켜, 가열유닛 내지 환원로의 수명을 향상시킬 수 있고, 잦은 부품 교체로 인한 생산 공정 휴지 시간을 감소시킬 수 있는 이점도 예상할 수 있다.Further, the reduction time can be greatly shortened, the lifetime of the heating unit or the reducing furnace can be improved, and the advantage of reducing the production process stoppage time due to frequent component replacement can be expected.
도 1은 종래의 환원 설비를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 가열유닛을 포함한 환원로를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 종필러가 제공되는 바디수단의 폭 방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 횡필러가 제공되는 바디수단의 길이 방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 가열유닛이 외부가열수단을 포함한 실시예를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 가열유닛을 포함한 환원로를 도시한 평면도이다.Figure 1 shows a conventional reduction facility.
2 is a front view showing a reducing furnace including the heating unit of the present invention.
3 is a cross-sectional view in the width direction of the body means in which the longitudinal pillar of the present invention is provided.
4 is a longitudinal cross-sectional view of the body means provided with the transverse pillar of the present invention.
5 is a front view showing an embodiment in which the heating unit of the present invention includes external heating means.
6 is a plan view showing the reducing furnace including the heating unit of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.
본 발명의 가열유닛(100) 및 이를 포함한 환원로(1)는 마이크로파의 인가시에 발열하는 필러발열수단(130)을 환원 대상물(2a)이 제공되는 바디수단(110) 내부에 가로질러 제공함으로써, 환원 대상물(2a)이 제공되는 바디수단(110)의 내부에서부터 가열시킬 수 있게 된다.The
또한, 상기 필러발열수단(130)이 상기 바디수단(110) 내부에서 가로질러 제공됨으로써, 상기 환원 대상물(2a)을 고르게 가열시킬 수 있어, 상기 환원 대상물(2a)을 빠른 시간 내에 가열시킬 수 있게 된다.
Since the filler heating means 130 is provided across the inside of the body means 110, the object to be reduced 2a can be uniformly heated and the object to be reduced 2a can be heated quickly do.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 가열유닛(100)을 포함한 환원로(1)를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 종필러(131)가 제공되는 바디수단(110)의 폭 방향(X) 단면도이다.2 is a front view showing the reducing
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛(100)은 환원 대상물(2a)이 제공되는 바디수단(110), 상기 바디수단(110)에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가수단(120) 및 상기 마이크로파 인가수단(120)의 마이크로파에 의해 발열하며, 상기 바디수단(110)의 내부를 가로질러 제공되는 필러발열수단(130)을 포함할 수 있다.2 and 3, a
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛(100)의 상기 필러발열수단(130)은 원기둥 형상 또는 판 형상으로 제공될 수 있다.
In addition, the filler heat generating means 130 of the
상기 바디수단(110)은 환원 대상물(2a)이 제공되어, 후술할 필러발열수단(130)에 의한 발열로 상기 환원 대상물(2a)이 환원되는 공간을 제공하는 역할을 하게 된다. 이를 위해, 상기 바디수단(110)은 내통(111)과 외통(112)을 제공할 수 있다.The body means 110 is provided with a
상기 내통(111)과 외통(112) 사이에는 상기 환원 대상물(2a)이 제공되며, 상기 필러발열수단(130)도 제공될 수 있다. 즉, 상기 필러발열수단(130)은 상기 바디수단(110)의 내부에 제공될 수 있어, 상기 환원 대상물(2a)의 가열을 상기 바디수단(110) 내측부터 실시할 수 있다. 이에 의해 상기 환원 대상물(2a) 전체에 대한 가열 속도를 향상시킬 수 있게 된다.The
한편, 상기 외통(112)의 바깥쪽에는 후술할 진공형성수단의 진공부(210)가 제공될 수 있다. 또한, 상기 내통(111)은 후술할 진공형성수단의 응축부(220)와 연결되어, 상기 환원 대상물(2a)이 환원된 환원물(2b)의 증기를 상기 응축부(220)로 전달시키는 통로 역할을 할 수 있다.
On the other hand, the outside of the
상기 마이크로파 인가수단(120)은 마이크로파를 발생시켜 후술할 필러발열수단(130)으로 전달하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 마이크로파 인가수단(120)은 마그네트론(121), 도파관(122)을 포함할 수 있다.The
상기 마그네트론(121)은 마이크로파를 발생시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 마이크로파를 발생시킬 수 있는 것이라면 본 발명의 마그네트론(121)이 될 수 있다. 한편, 상기 마그네트론(121)은 발생하는 마이크로파의 세기를 조절하기 위해 파워 컨트롤러(power controller)에 연결될 수 있으며, 제공되는 마이크로파의 크기를 측정하기 위한 감지기(monitor)가 제공될 수도 있다.The
상기 도파관(122)은 상기 마그네트론(121)에서 발생된 마이크로파를 상기 필러발열수단(130)으로 전달하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 도파관(122)은 상기 마그네트론(121) 및 상기 필러발열수단(130)이 제공되는 바디수단(110)과 연결될 수 있다.The
또한, 상기 도파관(122)은 소정의 강도를 갖는 동시에 마이크로파가 누출되는 것을 방지하기 위해, 스테인리스합금 또는 알루미늄합금으로 제작될 수 있다. The
또한, 상기 도파관(122)은 상기 마그네트론(121)이 2.45GHz 주파수를 사용할 경우 그 단면적을 일변이 105 ~ 115mm이고, 타변이 0~ 60㎜인 직사각형의 면적으로 제공하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 일변이 109.22mm이고, 타변이 4.61㎜인 직사각형의 면적으로 제공하는 것이 좋다. 이에 의해, 마이크로파의 전달효과를 최적으로 제시할 수 있게 된다.When the
한편, 상기 도파관(122)에는 상기 바디수단(110)의 내부가 진공으로 제공되는 경우에, 진공환경을 유지하기 위한 필터(122a)를 제공할 수 있다. Meanwhile, the
즉, 상기 필터(122a)는 마이크로파만을 통과시킬 수 있도록 제공되어 상기 바디수단(110)의 내부를 진공으로 유지할 수 있는 것이다. 상기 필터(122a)의 일례로써는 석영(quartz)이 있을 수 있다.That is, the
또한, 상기 마이크로파 인가수단(120)은 아이솔레이터(123)를 더 포함할 수 있는데, 상기 아이솔레이터(123)는 마이크로파의 생성시에 상기 마그네트론(121)에서 발생할 수 있는 불필요한 전자기파를 열로 소모하여 처리하는 역할을 한다.
The
상기 필러발열수단(130)은 상기 마이크로파 인가수단(120)에서 제공된 마이크로파를 전달받아 발열하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 필러발열수단(130)은 마이크로파를 흡수하면 발열하는 소재로 제공될 수 있는 것이다.The filler heating means 130 may receive the microwave provided from the microwave applying means 120 to generate heat. That is, the filler heat generating means 130 can be provided as a material that generates heat when the microwave is absorbed.
일례로써, 상기 필러발열수단(130)의 소재로는 탄화규소 즉, 실리콘 카바이드(SIC)가 있을 수 있다. 상기 탄화규소는 마이크로 파가 인가되면 자기 발열되는 발열체로써, 마이크로 파 인가시 최적의 자기 발열체로 알려져 있는 소재이다. For example, the material of the filler
이와 같은, 탄화규소는 밀도가 3.22g/㎤(solid) 정도이고, 공유결합에 의해 생성되는 인공광물이기 때문에, 원하는 형태로의 성형이 가능하고, 높은 경도를 갖고 있어, 내마모성과 경도가 우수한 장점이 있다.Since such a silicon carbide has a density of about 3.22 g / cm 3 and is an artificial mineral produced by covalent bonding, it can be molded into a desired shape, has a high hardness, and is excellent in abrasion resistance and hardness .
또한, 상기 필러발열수단(130)의 다른 소재로는 지르코니아(zirconia) 즉, 산화지르코늄(ZrO2)이 있을 수 있다. 상기 지르코니아도 마이크로파가 인가되면 발열되는 특성이 있어, 상기 필러발열수단(130)의 소재로 사용될 수 있는 것이다.As another material of the filler heating means 130, zirconia, that is, zirconium oxide (ZrO 2 ) may be used. The zirconia also has a characteristic of generating heat when microwave is applied, and thus can be used as a material of the filler heating means 130.
이와 같이, 상기 필러발열수단(130)은 마이크로파가 인가되면 발열되는 소재로 형성될 수 있으며, 상기 환원 대상물(2a)이 제공되는 바디수단(110)의 내부에 제공됨으로써, 상기 환원 대상물(2a)을 상기 바디수단(110) 내부에서부터 가열시킬 수 있게 되는 것이다.The
이를 위해, 상기 필러발열수단(130)은 원기둥 형상으로 제공되거나, 판 형상으로 제공될 수 있다. 즉, 상기 필러발열수단(130)은 상기 환원 대상물(2a)이 제공되는 상기 바디수단(110)의 내측에 원기둥 형상 내지 판 형상으로 균일한 간격으로 제공되어 상기 환원 대상물(2a) 전체를 고르게 가열시킬 수 있는 것이다.For this purpose, the filler heat generating means 130 may be provided in a columnar shape or in a plate shape. That is, the filler heat generating means 130 is provided in the form of a cylinder or a plate at uniform intervals on the inner side of the body means 110 provided with the
다시 말해, 상기 필러발열수단(130)이 상기 바디수단(110)의 내측에 길이 방향(Y) 내지 폭 방향(X)으로 가로질러 제공됨으로써, 상기 환원 대상물(2a)을 내측에서부터 가열 내지 전체에서 고르게 가열시킬 수 있게 되는 것이다.In other words, the filler heating means 130 is provided across the
여기서, 원기둥 형상의 필러발열수단(130)은 도 3의 (a)에 도시되어 있고, 판 형상의 필러발열수단(130)은 도 3의 (b)에 도시되어 있다.Here, the columnar filler heat generating means 130 is shown in FIG. 3 (a), and the plate-shaped filler heat generating means 130 is shown in FIG. 3 (b).
상기 필러발열수단(130)이 상기 바디수단(110)의 길이 방향(Y)으로 제공되는 종필러(131)의 경우에는 상기 바디수단(110)의 상단부 또는 하단부에 결합되어 제공될 수 있으며, 내통(111)과 외통(112) 사이의 상기 환원 대상물(2a)이 제공되는 부분에 제공될 수 있는 것은 물론, 상기 내통(111)에도 제공될 수 있다.The filler heat generating means 130 may be provided at the upper end or the lower end of the
다시 말해, 종래에는 가열버너가 바디수단(110)의 외측만을 가열할 수 있어, 외측은 과다 가열되고 내측은 가열량이 부족하게 되는 가열 분균형이 발생하였고, 추가 가열을 한다고 하더라도 상기 바디수단(110)의 내열 한계 때문에 내측까지 충분한 가열을 할 수 없어 생산량에 한계가 발생하는 문제가 있었다.In other words, conventionally, the heating burner can only heat the outer side of the body means 110, so that the heating balance is generated in which the outer side is overheated and the inner side is insufficient in heating amount. ), It is not possible to sufficiently heat the inner side, resulting in a problem that the production amount is limited.
그러나, 본원의 가열유닛(100)은 상기 필러발열수단(130)을 상기 바디수단(110)의 내측에 제공함으로써, 상기 환원 대상물(2a)의 외측 및 내측의 균일가열시킬 수 있어, 상기 바디수단(110)의 내열 한계 내에서 생산량을 증가시킬 수 있게 된 것이다.However, since the
또한, 상기 필러발열수단(130)은 상기 바디수단(110)의 길이 방향(Y)으로 제공되는 종필러(131)뿐만 아니라, 상기 바디수단(110)의 폭 방향(X)으로 제공되는 횡필러(132)로도 제공될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.The filler heat generating means 130 may include not only the
한편, 본 발명의 가열유닛(100)에는 외부가열수단(140)이 더 포함될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
Meanwhile, the
도 4는 본 발명의 횡필러(132)가 제공되는 바디수단(110)의 길이 방향(Y) 단면도로써, 이를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛(100)의 상기 필러발열수단(130)은 상기 바디수단(110)의 길이 방향(Y)으로 가로질러 제공되는 종필러(131) 및 상기 바디수단(110)의 폭 방향(X)으로 가로질러 제공되는 횡필러(132) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.FIG. 4 is a longitudinal (Y) cross-sectional view of a
여기서, 상기 횡필러(132)는 상기 바디수단(110)의 폭 방향(X)으로 제공되는 것과 동시에, 상기 바디수단(110)의 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 복수 개가 제공되거나, 상기 바디수단(110)의 길이 방향(Y)으로 일정한 간격을 두고 복수 개가 제공될 수도 있다.The
이와 같이, 상기 횡필러(132)에 의해 상기 환원 대상물(2a)을 균일 가열시켜, 환원물(2b)의 생산 속도를 향상시킬 수 있게 된다.
As described above, the reduction object (2a) can be uniformly heated by the transverse pillar (132) to improve the production speed of the reduced material (2b).
도 5는 본 발명의 가열유닛(100)이 외부가열수단(140)을 포함한 실시예를 도시한 정면도로써, 이를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛(100)은 상기 바디수단(110)의 외부에 제공되는 외부가열수단(140)을 더 포함할 수 있다.5 is a front view showing an embodiment in which the
즉, 상기 필러발열수단(130)을 제공하는 동시에 상기 외부가열수단(140)을 더 제공할 수 있는 것이다. 이에 의하면, 상기 환원 대상물(2a)을 더 빠르게 가열할 수 있어, 생산 속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.That is, the filler heating means 130 and the external heating means 140 can be provided at the same time. According to this, the
다시 말해, 상기 필러발열수단(130)은 상기 환원 대상물(2a)을 내측에서 가열하고, 상기 외부가열수단(140)은 상기 환원 대상물(2a)을 외측에서 가열하여, 상기 환원 대상물(2a)을 목표 온도까지 빠르게 가열할 수 있어, 환원물(2b)의 생산 속도를 향상시킬 수 있는 것이다.In other words, the filler heating means 130 heats the
상기 외부가열수단(140)은 기존의 환원로(1)에 사용되었던 석탄, 석탄가스, 천연가스 등을 원료로 연소하는 가열버너로 제공되거나, 전기에 의해 가열되는 가열 코일로 제공될 수 있다.
The external heating means 140 may be provided as a heating burner for burning coal, coal gas, natural gas or the like, which has been used in the existing
도 6는 본 발명의 가열유닛(100)을 포함한 환원로(1)를 도시한 평면도로써, 이를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 가열유닛(100)의 상기 마이크로파 인가수단(120)은 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(121) 및 상기 마그네트론(121)에서 발생한 마이크로파를 상기 필러발열수단(130)으로 전달하며, 상기 바디수단(110)의 둘레 방향으로 복수 개가 제공되는 도파관(122)을 포함할 수 있다.6 is a plan view showing a reducing
즉, 상기 마이크로파 인가수단(120)이 마그네트론(121) 및 도파관(122)을 제공하는 것은 물론, 상기 도파관(122)을 상기 바디수단(110)의 둘레 방향으로 복수 개를 제공하여, 상기 필러발열수단(130)에 대한 마이크로파의 인가를 고르고 빠르게 할 수 있게 되는 것이다.That is, the
다시 말해, 상기 도파관(122)이 일정한 간격으로 상기 바디수단(110)의 둘레 방향에 제공됨으로써, 상기 바디수단(110)에 고르게 분산되어 제공된 필러발열수단(130)에 마이크로파를 고르게 제공할 수 있는 것이다. 이에 의하면, 상기 환원 대상물(2a)에 대한 고르고 빠른 가열의 효과를 더 높일 수 있게 된다.
In other words, since the
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로(1)는 상기 가열유닛(100) 및 상기 환원 대상물(2a)이 제공되는 상기 바디수단(110)의 내부를 진공 형성하도록 상기 바디수단(110)의 외부에 연결된 진공부(210)와, 상기 환원 대상물(2a)이 환원된 환원물(2b) 증기를 응집하도록 상기 바디수단(110)의 상단에 연결된 응축부(220)를 제공하는 진공형성유닛(200)을 포함하며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로(1)의 상기 환원물(2b)은 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 및 철(Fe) 중 하나일 수 있다.The reducing
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로(1)의 상기 바디수단(110)은 상기 진공부(210)와 연결된 외통(112) 및 상기 외통(112)의 내부에 제공되어, 상기 환원물(2b) 증기를 상단의 상기 응축부(220)로 전달하는 내통(111)을 포함하며, 상기 환원 대상물(2a)은 상기 내통(111)과 외통(112) 사이에 제공될 수 있다.The
상기 진공형성유닛(200)은 상기 바디수단(110)에 제공되어, 상기 환원 대상물(2a)이 환원된 환원물(2b)의 회수율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 진공형성유닛(200)은 진공부(210)와 응축부(220)를 포함할 수 있다.The
상기 진공부(210)는 상기 외통(112)의 바깥쪽에 제공되어 상기 바디수단(110) 내부를 진공 환경으로 형성할 수 있으며, 이를 위해 상기 진공부(210)는 상기 외통(112)과 통하는 흡입로(210b) 및 펌프(210a)를 제공할 수 있다. 즉, 상기 흡입로(210b)와 연결된 밸브가 개방되면 상기 펌프(210a)가 내부를 진공으로 형성하도록 작동할 수 있는 것이다.The
상기 응축부(220)는 상기 내통(111)과 연결되어 증발한 환원물(2b)을 응축시켜 배출하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 응축부(220)는 증발한 상기 환원물(2b)의 포집이 용이하도록 상기 바디수단(110)의 상단부와 연결될 수 있으며, 상기 바디수단(110)의 상단부로 이동한 환원물(2b)은 밸브가 열리면 냉각노즐(220a)이 제공되는 부분으로 이동되어 냉각되면서 응축할 수 있게 되는 것이다.The
한편, 상기 환원 대상물(2a)이 환원되어 생산되는 환원물(2b)로는 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 및 철(Fe) 등이 있을 수 있으며, 생산하고자 하는 환원물(2b)에 따라 가열온도를 조절할 수 있다.The reduced
특히, 마그네슘을 생산하는 경우에는 상기 바디수단(110)의 내부에 소성돌로마이트(calcined dolomite)와 환원제인 페로실리콘(ferro-silicon)의 혼합체로 만들어진 환원 대상물(2a)이 장입된다. 이후에 바디수단(110) 내부를 진공으로 감압하고, 온도를 약 1160 ~ 1220℃를 유지하게 되면 성형체 내에 함유된 72 ~ 75% 페로실리콘 합금 중 실리콘 성분이 환원제로 작용하여 규소열환원반응(silicothermic reduction)에 의해 환원이 진행되게 된다. 환원된 마그네슘 증기는 응축부(220)에서 응축되어 마그네슘을 회수할 수 있게 되는 것이다.Particularly, in the case of producing magnesium, a
1 : 환원로 100: 가열유닛
110: 바디수단 111: 내통
112: 외통 120: 마이크로파 인가수단
121: 마그네트론 122: 도파관
123: 아이솔레이터 130: 필러발열수단
131: 종필러 132: 횡필러
140: 외부가열수단 200: 진공형성유닛
210: 진공부 220: 응축부1: Reduction furnace 100: Heating unit
110: body means 111: inner tube
112: outer tube 120: microwave applying means
121: Magnetron 122: Waveguide
123: Isolator 130: Filler heating means
131: longitudinal pillar 132: lateral pillar
140: external heating means 200: vacuum forming unit
210: evacuation 220: condenser
Claims (7)
상기 바디수단에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가수단; 및
상기 마이크로파 인가수단의 마이크로파에 의해 발열하며, 상기 바디수단의 내부를 가로질러 상기 환원 대상물과 접촉하게 제공되는 필러발열수단;
을 포함하는 가열유닛.A body means for providing a reduction object;
A microwave applying means for applying a microwave to the body means; And
A filler heating means which generates heat by microwaves of the microwave applying means and is provided to contact the reduction object across the inside of the body means;
/ RTI >
상기 바디수단에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가수단; 및
상기 마이크로파 인가수단의 마이크로파에 의해 발열하며, 상기 바디수단의 내부를 가로질러 제공되는 필러발열수단;
을 포함하며,
상기 필러발열수단은 원기둥 형상 또는 판 형상으로 제공되는 가열유닛.A body means for providing a reduction object;
A microwave applying means for applying a microwave to the body means; And
A filler heat generating unit that generates heat by microwaves of the microwave applying unit and is provided across the inside of the body unit;
/ RTI >
Wherein the filler heat generating means is provided in a columnar or plate shape.
상기 바디수단에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가수단; 및
상기 마이크로파 인가수단의 마이크로파에 의해 발열하며, 상기 바디수단의 내부를 가로질러 제공되는 필러발열수단;
을 포함하며,
상기 필러발열수단은,
상기 바디수단의 길이 방향으로 가로질러 제공되는 종필러; 및
상기 바디수단의 폭 방향으로 가로질러 제공되는 횡필러;
중 적어도 하나를 포함하는 가열유닛.A body means for providing a reduction object;
A microwave applying means for applying a microwave to the body means; And
A filler heat generating unit that generates heat by microwaves of the microwave applying unit and is provided across the inside of the body unit;
/ RTI >
The filler-
A longitudinal pillar provided across the length of the body means; And
A transverse pillar provided across the width direction of the body means;
≪ / RTI >
상기 바디수단에 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가수단; 및
상기 마이크로파 인가수단의 마이크로파에 의해 발열하며, 상기 바디수단의 내부를 가로질러 제공되는 필러발열수단;
을 포함하며,
상기 마이크로파 인가수단은,
마이크로파를 발생시키는 마그네트론; 및
상기 마그네트론에서 발생한 마이크로파를 상기 필러발열수단으로 전달하며, 상기 바디수단의 둘레 방향으로 복수 개가 제공되는 도파관;
을 포함하는 가열유닛.A body means for providing a reduction object;
A microwave applying means for applying a microwave to the body means; And
A filler heat generating unit that generates heat by microwaves of the microwave applying unit and is provided across the inside of the body unit;
/ RTI >
The microwave applying means includes:
A magnetron generating microwaves; And
A waveguide for transmitting a microwave generated from the magnetron to the pillar heating means and provided in a plurality of circumferential directions of the body means;
/ RTI >
상기 바디수단의 외부에 제공되는 외부가열수단;
을 더 포함하는 가열유닛.The method according to claim 1,
External heating means provided outside the body means;
Further comprising:
상기 환원 대상물이 제공되는 상기 바디수단의 내부를 진공 형성하도록 상기 바디수단의 외부에 연결된 진공부와, 상기 환원 대상물이 환원된 환원물 증기를 응집하도록 상기 바디수단의 상단에 연결된 응축부를 제공하는 진공형성유닛;
을 포함하며,
상기 환원물은 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 및 철(Fe) 중 하나인 환원로.The heating unit according to any one of claims 1 to 5; And
And a condenser connected to the upper end of the body means for condensing the reduced reductant vapor, and a condenser connected to an upper end of the body means for condensing the reduced reductant vapor, Forming unit;
/ RTI >
Wherein the reduced product is one of magnesium (Mg), aluminum (Al), and iron (Fe).
상기 바디수단은,
상기 진공부와 연결된 외통; 및
상기 외통의 내부에 제공되어, 상기 환원물 증기를 상단의 상기 응축부로 전달하는 내통;
을 포함하며,
상기 환원 대상물은 상기 내통과 외통 사이에 제공되는 환원로.The method according to claim 6,
Wherein the body means comprises:
An outer tube connected to the vacuum chamber; And
An inner cylinder provided inside the outer cylinder for transmitting the reduced-water vapor to the condenser at the upper end;
/ RTI >
Wherein the object to be reduced is provided between the inner passage and the outer passage.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105571314B (en) * | 2015-12-17 | 2017-11-17 | 李华梅 | Microwave carbon method magnesium refining furnace |
CN106756107A (en) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 深圳市中启新材料有限公司 | A kind of vacuum microwave magnesium smelting device |
CN110408797A (en) * | 2019-08-19 | 2019-11-05 | 中国铝业股份有限公司 | A kind of vacuum smelting furnace for reducing metal magnesium |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003073751A (en) | 2001-08-27 | 2003-03-12 | Taiheiyo Cement Corp | Method for microwave acidolysis, and method for highly concentrating metal with use of supercritical fluid extraction |
JP2011042850A (en) | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Tokushu Denkyoku Kk | Dezincification apparatus and dezincification method |
KR20110043946A (en) * | 2009-10-22 | 2011-04-28 | 고려대학교 산학협력단 | Method for recovering a metal |
KR20110076567A (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | 주식회사 포스코 | Vertical type thermal reduction tube and apparatus for magnesium production |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003073751A (en) | 2001-08-27 | 2003-03-12 | Taiheiyo Cement Corp | Method for microwave acidolysis, and method for highly concentrating metal with use of supercritical fluid extraction |
JP2011042850A (en) | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Tokushu Denkyoku Kk | Dezincification apparatus and dezincification method |
KR20110043946A (en) * | 2009-10-22 | 2011-04-28 | 고려대학교 산학협력단 | Method for recovering a metal |
KR20110076567A (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-06 | 주식회사 포스코 | Vertical type thermal reduction tube and apparatus for magnesium production |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101933040B1 (en) * | 2017-07-31 | 2018-12-28 | 한국석회석신소재연구재단 | Heat reducing furnace for producing magnesium crown, method for producing magnesium using the same |
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