KR101465660B1 - 슬래그의 전환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬래그를 슬래그 볼로 전환하는 장치에 관한 것으로, 상기 슬래그를 용융하는 용융로와; 상기 용융로에서 배출되는 슬래그 용융물을 안내하는 안내부와; 상기 안내부로부터 상기 슬래그 용융물을 공급받으며, 상기 슬래그 용융물에 체류시간을 부여하며 하부에 형성된 배출공을 통해 상기 슬래그 용융물을 낙하시키는 배출부와; 상기 배출부를 통해 배출되는 상기 슬래그 용융물에 유체를 가하는 유체공급부를 포함한다.

Description

슬래그의 전환장치{Apparatus for converting Slag}

본 발명은 슬래그를 유용자원으로 전환하는 장치에 관한 것이다.

폐가전제품과 같은 도시광산의 재활용에서 발생하는 슬래그 또는 제련과정에서 발생하는 슬래그는 처리방법이 없어 문제가 되었다.

최근, 이러한 슬래그를 아토마이징이라는 공정을 통해 슬래그 볼로 제조하여 바닥재 등으로 재활용하는 기술이 개발되었다. 아토마이징에서는 슬래그를 고온으로 용융시킨 후 낙하시키면서 공기 흐름을 가하여 슬래그 용융물이 작은 슬래그 볼로 전환되도록 한다.

그런데, 기존 장치에서는 용융로에서 용융된 슬래그 용융물의 낙하량이 불균일하여 공정효율이 낮아지는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제2012-0119529호 (2012. 10. 31. 공개) 대한민국 공개특허 제2009-0023512호 (2009. 3. 4. 공개)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정 효율이 높은 슬래그 전환장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 슬래그를 슬래그 볼로 전환하는 장치에 있어서, 상기 슬래그를 용융하는 용융로와; 상기 용융로에서 배출되는 슬래그 용융물을 안내하는 안내부와; 상기 안내부로부터 상기 슬래그 용융물을 공급받으며, 상기 슬래그 용융물에 체류시간을 부여하며 하부에 형성된 배출공을 통해 상기 슬래그 용융물을 낙하시키는 배출부와; 상기 배출부를 통해 배출되는 상기 슬래그 용융물에 유체를 가하는 유체공급부를 포함하는 것에 의해 달성된다.

상기 배출부에 있어서, 상기 슬래그 용융물과 접하는 부분은 그래파이트로 이루어질 수 있다.

상기 배출부에 있어서, 상기 슬래그 용융물은 배출공을 통해 배출되며, 상기 슬래그 용융물이 체류하는 공간은 상기 배출공을 정점으로 하는 깔때기 형상일 수 있다.

상기 안내부에는 트렌치 형상의 용융물 유로가 형성되어 있을 수 있다.

상기 안내부에 있어서, 상기 슬래그 용융물과 접하는 부분은 그래파이트로 이루어질 수 있다.

상기 용융로, 상기 안내부, 상기 배출부 및 상기 유체공급부는 단일 프레임에 의해 연결되어 연동하여 움직일 수 있다.

상기 배출부는 상기 안내부의 회동 시에도 자중에 의해 평형이 이루어질 수 있다.

상기 유체공급부는 상기 배출부와 결합되어 있어, 상기 배출공과 상기 유체공급부는 일정한 위치관계를 유지할 수 있다.

상기 본 발명의 목적은 슬래그를 슬래그 볼로 전환하는 장치에 있어서, 상기 슬래그를 용융하는 용융로와; 직선유로를 통해 상기 슬래그 용융물에 이동시키는 안내부와; 상기 안내부와 이격되어 있으며, 상기 안내부로부터 상기 슬래그 용융물을 공급받으며 일정한 체류시간을 부여한 후 상기 슬래그 용융물을 배출하는 배출부를 포함하며, 상기 안내부와 상기 배출부 표면은 그래파이트를 포함하여 이루어지는 것에 의해 달성된다.

상기 용융로, 상기 안내부 및 상기 배출부는 단일 프레임에 의해 연결되어 연동하여 움직일 수 있다.

상기 배출부는 상기 안내부의 회동 시에도 자중에 의해 평형이 이루어질 수 있다.

상기 배출부와 결합되어 있으며, 상기 배출공과 일정한 위치관계를 유지하는 유체공급부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 공정 효율이 높은 슬래그 전환장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 전환장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 전환장치에서 안내부의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 전환장치에서 배출부의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 전환장치에서 안내부의 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 전환장치의 측단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 전환장치의 틸팅상태에서의 측단면도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 전환장치를 이용한 슬래그 전환방법을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 슬래그 전환장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 전환장치의 사시도이다.

슬래그 전환장치(1)는 용융로(100), 안내부(200), 배출부(300), 유체공급부(400도 4 참조), 프레임(501 내지 503) 및 회동수단(511, 512)을 포함한다.

용융로(100)는 슬래그가 용융되는 곳으로, 예를 들어 전기로를 이용할 수 있다. 용융로(100)의 내부 온도는 1700℃까지 상승할 수 있으며, 도시하지 않았지만 용융공간(101)을 폐쇄하는 덮개와 온도측정 수단을 더 포함할 수 있다.

안내부(200)는 용융로(100)를 둘러싸고 있는 프레임(501)에 부착되어 있으며, 도 2와 같이 제1직선유로(201)와 제2직선유로(202)를 포함한다.

제1직선유로(201)는 용융로(100)로부터 용융 슬래그를 안정적으로 공급받기 위해 용융로(100)에서 가까운 부분은 넓게 형성되어 있으며, 갈수록 좁게 형성되어 있다. 제2직선유로(202)는 폭이나 너비에 큰 변화가 없으며, 제1직선유로(201)의 하부에 형성되어 있다.

안내부(200)는 그래파이트로 이루어져 있으며, 다른 실시예에서는 2층 또는 그 이상의 층으로 구성되어 있으면서 용융물이 직접 접촉하는 부분은 그래파이트로 이루어질 수 있다.

배출부(300)는 안내부(200)와 이격되어 있으며, 도 3과 같이 측벽(301)에 의해 둘러싸인 용융물 수용공간(302)은 깔때기 형상을 하고 있다. 깔때기의 정점 부분에는 배출공(303)이 형성되어 있다. 안내부(200)를 거쳐 용융물 수용공간(302)에 수용된 용융물은 용융물 수용공간(302)에 일정시간 체류한 후 배출공(303)을 통해 외부로 배출된다.

용융물의 체류시간은 안내부(200)로부터의 용융물 유량, 용융물의 점도 및 배출공(303)의 크기 등으로 조절가능하다.

배출부(300)는 그래파이트로 이루어져 있으며, 다른 실시예에서는 2층 또는 그 이상의 층으로 이루어져 있으면서 용융물이 직접 접촉하는 부분은 그래파이트로 이루어질 수 있다.

유체공급부(400)는 프레임(503)을 통해 배출부(300)에 고정되어 있으며, 배출공(303)을 통해 낙하하는 융용물에 유체를 공급한다. 공급하는 유체는 공기일 수 있으며, 풍량은 80m/s 이하에서 조절할 수 있다. 낙하하는 융용물은 공기와 접촉하면서 냉각되어 슬래그 볼 형태로 전환된다.

이상 설명한 용융로(100), 안내부(200), 배출부(300) 및 유체공급부(400)는 도 4 및 도 5와 같이 프레임(501 내지 503)에 의해 결합되어 있다. 구체적으로 보면 안내부(200)는 용융로(100)를 둘러싸는 제1프레임(501)에 부착되어 있으며, 배출부(300)는 제1프레임(501)에 결합되어 있는 제2프레임(502)에 결합되어 있다. 유체공급부(400)는 배출부(300)에 고정되어 있는 제3프레임(503)에 결합되어 있다.

따라서 용융로(100)에서 슬래그를 녹인 후 용융물 배출을 위해 도 5와 같이 제1프레임(501)을 기울이면 안내부(200), 배출부(300) 및 유체공급부(400)까지 같이 움직이게 된다.

그러나 이 과정에서 배출부(300)는 평형을 유지하는데, 이는 회동수단(511, 512)이 상이하기 때문이다.

제1프레임(501)이 연결되어 있는 회동수단(511)은 모터 등의 작동에 의해 움직이며, 회동수단(511)의 회동에 따라 제1프레임(501)도 회동하게 된다. 반면, 회동수단(512)은 베어링 등으로 구성되어 있어, 제1프레임(501)의 회동에 따라 회동수단(512)의 위치가 변경되어도 배출부(300)는 자중에 의해 초기의 배치상태를 유지한다.

또한 배출부(300)에 고정되어 있는 유체공급부(400) 역시 배출부(300)와의 상대적인 위치가 유지된다. 이에 의해 제1프레임(501)의 회동정도에 상관없이 배출되는 용융물에 일정한 각도에서의 유체 공급이 가능해 진다.

이와 같은 본 발명에 따르면 슬래그 용융물은 안내부(200)의 직선유로를 거친 후 배출부(300)에서 일정시간 체류 후 배출된다. 따라서 안내부(200)로 공급되는 용융물의 유량이 불안정하여도 배출부(300)가 버퍼 역할을 하여 낙하되는 용융물의 양이 안정적으로 유지된다. 이에 의해 슬래그 볼로 전환되지 않는 용융물이 최소화되어 전환효율이 향상된다.

또한 본 발명에 따르면 용융물의 유로는 그래파이트로 이루어진다. 그래파이트는 우수한 내부식성과 함께 높은 열전도도를 갖고 있어 용융물(용탕)이 그래파이트로 흘러 배출되는 동안 급냉하는 것을 막아주어 용융물의 낙하를 보다 효율적으로 진행시켜 효과적인 슬래그 볼을 제조하도록 하는 효과가 있다.

도 6을 참조하여 본 발명에 따른 슬래그 전환장치를 이용한 슬래그 전환방법에 대해 설명한다.

슬래그를 용융로(100)내에 장입한 후 가열하여 용융시킨다. 용융이 완료되면 회동수단(511)을 작동하여 용융로(100)를 기울여 용융물을 용융로(100)로부터 배출시킨다. 이 과정에서 안내부(200), 배출부(300) 및 유체공급부(400)가 모두 회동하나, 배출부(300)는 평형을 유지하게 된다.

용융로(100)로부터 배출된 용융물은 안내부(200)의 직선유로를 거친 후 배출부(300)의 용융물 수용공간(302)으로 옮겨져 일정시간 체류한 후 배출공(303)을 통해 낙하한다. 낙하하는 용융물은 유체공급부(400)의 공기와 접촉하여 급격히 냉각되면서 슬래그 볼로 전환된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

1. 슬래그를 슬래그 볼로 전환하는 장치에 있어서,
   상기 슬래그를 용융하는 용융로와;
   상기 용융로에서 배출되는 슬래그 용융물을 안내하는 안내부와;
   상기 안내부로부터 상기 슬래그 용융물을 공급받으며, 상기 슬래그 용융물에 체류시간을 부여하며 하부에 형성된 배출공을 통해 상기 슬래그 용융물을 낙하시키는 배출부와;
   상기 배출부를 통해 배출되는 상기 슬래그 용융물에 유체를 가하는 유체공급부를 포함하며,
   상기 안내부에 있어서,
   상기 슬래그 용융물과 접하는 부분은 그래파이트로 이루어진 슬래그 전환 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배출부에 있어서,
   상기 슬래그 용융물과 접하는 부분은 그래파이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬래그 전환 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 배출부에 있어서,
   상기 슬래그 용융물은 배출공을 통해 배출되며,
   상기 슬래그 용융물이 체류하는 공간은 상기 배출공을 정점으로 하는 깔때기 형상인 것을 특징으로 하는 슬래그 전환장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 안내부에는 트렌치 형상의 용융물 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬래그 전환장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 용융로, 상기 안내부, 상기 배출부 및 상기 유체공급부는 단일 프레임에 의해 연결되어 연동하여 움직이는 것을 특징으로 하는 슬래그 전환장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 배출부는 상기 안내부의 회동 시에도 자중에 의해 평형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬래그 전환장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 유체공급부는 상기 배출부와 결합되어 있어, 상기 배출공과 상기 유체공급부는 일정한 위치관계를 유지하는 것을 특징으로 하는 슬래그 전환장치.
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