KR101618738B1 - 금속의 열환원 장치 - Google Patents

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김영일
추동균
한길수
최국선
이규창
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Abstract

금속을 연속으로 열환원 시키기 위해, 피환원물이 예열되는 예열부, 상기 예열부에 연결되고 피환원물의 열환원반응이 일어나는 환원부, 상기 환원부에 연결되며 피환원물이 유입되어 외부로 배출되는 냉각부, 상기 예열부와 환원부 사이에 설치되는 제1 게이트밸브, 상기 환원부와 냉각부 사이에 설치되는 제2 게이트밸브, 상기 환원부에 연결되고 금속증기가 응축되는 응축기, 상기 예열부 측면에 설치되어 피환원물을 예열부에서 환원부로 이동시키기 위한 장입기를 포함하는 금속 열환원 장치를 제공한다.

Description

금속의 열환원 장치{THERMAL REDUCTION APPARATUS FOR METAL PRODUCTION}
금속의 열환원 장치를 개시한다.
일반적으로, 금속의 제련방법은 건식제련, 습식제련, 전해제련, 염소제련으로 나눌 수 있는데, 철 및 대부분의 비철금속은 건식 제련을 통해 순수 금속을 얻는다.
일반적인 비철금속의 건식제련 공정은 단광(briquette) 형태로 소결한 금속을 상압 또는 진공 분위기에서 고온으로 가열하여 순수금속을 열환원하게 된다.
예를 들어, 마그네슘 금속을 열환원법으로 제련하기 위해서는 금속제의 원통형 리토르트 내에 소성된 돌로마이트와 페로실리콘 등의 환원제가 혼합된 단광을 장입하여 고온으로 가열한다. 가열과 동시에 리토르트 내의 압력을 진공으로 유지하면, 산화마그네슘은 실리콘에 의하여 환원되어 마그네슘 증기가 발생된다.
마그네슘 증기는 진공펌프에 의해 리토르트의 일측부에 장입되어 있는 응축관으로 이동하고 열영동(온도)에 의해 응축관의 내부 벽면부터 마그네슘 증기가 응축하기 시작하여 중심방향으로 점차적으로 마그네슘이 축적된다.
마그네슘 증기의 발생과 응축이 완료된 후 마그네슘이 응축된 응축관은 리토르트로 부터 분리하여 마그네슘을 회수한다.
그러나, 이러한 배치식 제조 장치는 일정 시간대의 환원으로 일일 생산성 제한, 불연속적 장입 및 배출로 리토르트 내 열손실 발생, 일관 공정의 자동화 어려움 등 한계를 가지므로 연속적으로 금속을 열환원시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
금속을 연속으로 열환원 시키기 위한 금속 열환원 장치를 제공한다.
본 열환원 장치는, 피환원물이 예열되는 예열부, 상기 예열부에 연결되고 피환원물의 열환원반응이 일어나는 환원부, 상기 환원부에 연결되며 피환원물이 유입되어 외부로 배출되는 냉각부, 상기 예열부와 환원부 사이에 설치되는 제1 게이트밸브, 상기 환원부와 냉각부 사이에 설치되는 제2 게이트밸브, 상기 환원부에 연결되고 금속증기가 응축되는 응축기, 및 상기 예열부 측면에 설치되어 피환원물을 예열부에서 환원부로 이동시키기 위한 장입기를 포함할 수 있다.
상기 환원부는 내부 공간을 형성하는 환원부 몸체와, 상기 환원부 몸체 내부에 설치된 제1 차단막, 및 상기 환원부의 내부에 제1 차단막과 이격되어 설치된 제2 차단막을 포함하여, 상기 환원부 몸체 내부가 피환원물의 진행방향을 따라 차례로 제1 공간, 제1 차단막과 제2 차단막 사이에 형성되는 제2 공간 및 제3 공간으로 구획되는 구조일 수 있다.
상기 예열부는 피환원물의 진행방향에 대해 환원부의 측면에 배치되고, 상기 장입기는 피환원물을 환원부 몸체 측면을 통해 제1 공간으로 이동하는 구조일 수 있다.
상기 장입기는 예열부에 설치되고 환원부 몸체의 제1 공간을 향해 신축구동되어 피환원물을 제1 공간으로 밀어내는 제1 구동실린더를 포함할 수 있다.
상기 예열부와 환원부 몸체의 제1 공간을 따라 피환원물이 이동가능하게 놓여지는 레일부재가 더 설치될 수 있다.
상기 환원부에 설치되어 환원부로 이동된 피환원물을 환원부를 따라 연속적으로 이동시키기 위한 이동부를 포함할 수 있다.
상기 이동부는 상기 환원부 몸체의 제1 공간 선단에 설치되고 제2 공간을 향해 신축구동되어 제1 공간으로 이동된 피환원물을 환원부 몸체의 제2 공간으로 밀어내는 제2 구동실린더를 포함할 수 있다.
상기 이동부는 상기 제2 공간을 따라 간격을 두고 배치되고 자유롭게 회전가능하게 설치되어 피환원물이 놓여져 이동되는 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 이동부는 환원부 몸체의 제3 공간 선단에 설치되고 제2 공간을 향해 신축구동되어 제2 공간의 피환원물을 제3 공간으로 끌어오는 제3 구동실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 환원부 몸체의 제3 공간 측면에 설치되어 제3 공간으로 이동된 피환원물을 냉각부로 이동시키기 위한 인출기를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각부는 피환원물의 진행방향에 대해 환원부의 측면에 배치되고, 상기 인출기는 피환원물을 환원부 몸체의 제3 공간 측면을 통해 냉각부로 이동하는 구조일 수 있다.
상기 인출기는 제3 공간 측면에 설치되고 냉각부를 향해 신축구동되어 제3 공간의 피환원물을 냉각부로 밀어내는 제4 구동실린더를 포함할 수 있다.
상기 예열부와 상기 환원부는 하나 이상의 온도 조절 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 예열부, 상기 환원부 및 상기 냉각부는 하나 이상의 진공 장치를 포함할 수 있다.
상기 피환원물은 마그네슘 단광이 환원제와 함께 소성된 소성체일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 구현예에 의하면, 피환원물을 연속적으로 환원부에 공급하여 연속적으로 금속을 열환원 시킬 수 있다.
이에, 피환원물을 연속적으로 열환원 하여 생산성을 극대화할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 열환원 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2 내지 제 12는 본 실시예에 의한 열환원장치의 작동 상태를 순차적으로 나타낸 구성도들이다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1 은 본 실시예에 의한 열환원 장치의 구성을 도시하고 있다.
도 1 을 참고하여 설명하면, 본 실시예에 의한 열환원 장치는, 피환원물(1)이 예열되는 예열부(10), 상기 예열부에 연결되고 피환원물의 열환원반응이 일어나는 환원부(20), 상기 환원부에 연결되며 피환원물이 유입되어 외부로 배출되는 냉각부(30), 상기 예열부와 환원부 사이에 설치되는 제1 게이트밸브(40), 상기 환원부와 냉각부 사이에 설치되는 제2 게이트밸브(41), 상기 환원부에 연결되고 금속기체가 응축되는 응축기(60)를 포함한다.
피환원물은 예를 들어, 수용공간을 갖는 소정 크기의 단광박스(BB)에 담겨져 단광박스 단위로 이동될 수 있다.
상기 예열부(10)는 피환원물이 들어오는 제1 개구부 및 1차 예열된 피환원물이 나가는 제2 개구부를 구비하는 예열부 몸체(12)와, 상기 제1 개구부에 개폐가능하게 결합되는 제1 도어(14), 상기 예열부 몸체(12)의 일면을 관통하여 설치되는 진공장치(70)를 포함한다. 상기 제2 개구부는 제1 게이트 밸브(40)에 의하여 개폐될 수 있다.
상기 예열부(10)는 예열부 몸체(12)에 설치되어 피환원물을 예열하는 온도 조절 장치(80)를 포함한다. 상기 예열부에서 피환원물을 예열하기 위한 온도 조절 장치는 예를 들어, 히터일 수 있다.
또한, 상기 예열부(10)는, 진공 상태를 유지하기 위하여 상기 예열부 몸체의 일면을 관통하여 진공장치(70)를 설치할 수 있다. 상기 진공장치는 예를 들어, 진공펌프일 수 있다.
상기 제1 게이트 밸브(40)는 상기 진공장치(70)와 연결될 수 있다. 제2 게이트 밸브(41)는 상기 제1 게이트 밸브(40)의 구조와 동일하다.
피환원물의 예열이 완료되면, 상기 예열부와 상기 환원부(20) 사이의 제1 게이트 밸브(40)를 열고 피환원물을 환원부(20)로 장입한다.
상기 환원부(20)는 내부 공간을 형성하며 열환원 공정을 통해 금속증기가 생성되는 환원부 몸체(21), 및 환원부 몸체 내에 설치되는 제1 차단막(26), 및 상기 제1 차단막(26)과 이격되어 설치된 제2 차단막(27)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 환원부는 피환원물(1)을 가열하기 위하여 온도 조절장치(80)를 환원부 몸체에 설치할 수 있다. 상기 온도 조절장치(80)는 히터일 수 있다.
상기 환원부 몸체(21)는 제1 차단막(26)과 제2 차단막(27)에 의해 3개의 영역으로 구획된다. 상기 환원부 몸체(21)는 내부에서 피환원물의 진행방향을 따라 순차적으로 제1 차단막 전에 배치되는 제1 공간(22), 제1 차단막과 제2 차단막 사이의 제2 공간(23), 및 제2 차단막 뒤에 배치되는 제3 공간(24)으로 구획된다.
상기 제2 공간(23)의 온도는 상기 제1 공간(22) 및 상기 제3 공간(24)의 온도보다 높게 설정될 수 있다. 상기 제1 차단막(26) 및 상기 제2 차단막(27)은 그래파이트로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 차단막(26) 및 상기 제2 차단막(27)은 공압실린더에 의하여 승하강 될 수 있다.
상기 냉각부(30)는, 환원부를 거친 피환원물이 유입되는 냉각부 몸체(31), 상기 냉각부 몸체(31)에 개폐가능하게 결합되는 제2 도어(32), 및 상기 냉각부 몸체의 일면을 관통하여 설치되는 하나 이상의 진공장치(70)를 포함할 수 있다.
상기 응축기(60)는 상기 제2 공간(23)에 환원부 몸체(21)를 관통하여 설치될 수 있다. 또한, 상기 응축기와 연결되어 진공장치(70)를 설치할 수 있다. 상기 진공장치는 진공펌프일 수 있다. 또한, 상기 제1 공간(22) 및 제3 공간(24)에도 환원부 몸체(21)를 관통하여 응축기(60)를 더 설치할 수 있다. 또한 상기 응축기와 연결되는 진공장치(70)를 설치할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 예열부(10)는 피환원물의 진행방향에 대해 환원부 몸체(21)의 측면에 배치되어 환원부 몸체의 제1 공간(22) 측면에 연결된다.
이하 설명에서 피환원물의 진행방향이라 함은 도 1에서 x축 방향을 의미하며, 측면이라 함은 도 1에서 y축 방향을 향하는 면 또는 그 방향을 의미한다.
제1 공간(22)의 측면과 예열부 사이에 제1 게이트 밸브(40)가 설치된다. 제1 게이트 밸브(40)가 개방 작동되면 예열부(10)와 환원부 몸체의 제1 공간(22)이 서로 연통된다.
상기 장입기(50)는 피환원물을 환원부 몸체 측면을 통해 제1 공간(22)으로 이동시키게 된다. 이를 위해, 상기 장입기(50)는 예열부에 설치되고 환원부 몸체의 제1 공간(22)을 향해 신축구동되어 피환원물을 제1 공간(22)으로 밀어내는 제1 구동실린더(51)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 구동실린더(51)는 예열부 몸체(12) 측면에 설치되어 제1 공간(22)을 향해 신축 구동한다. 제1 구동실린더(51)의 피스톤로드 선단에는 피환원물을 용이하게 밀어낼 수 있도록 플레이트 형태의 밀판(52)이 설치될 수 있다.
상기 예열부(10)의 바닥에는 제1 구동실린더(51)가 피환원물을 밀어 이동시킬 때, 피환원물이 원활하게 이동할 수 있도록 제1 공간(22)으로 연장되는 레일부재(도시되지 않음)가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 열환원 장치는 상기 환원부(20)에 설치되어 환원부로 이동된 피환원물을 환원부를 따라 연속적으로 이동시키기 위한 이동부(53)를 더 포함한다.
상기 이동부(53)는 상기 환원부 몸체의 제1 공간(22) 선단에 설치되고 제2 공간(23)을 향해 신축구동되어 제1 공간(22)으로 이동된 피환원물을 환원부 몸체의 제2 공간(23)으로 밀어내는 제2 구동실린더(54)를 포함한다.
상기 제2 구동실린더(54)는 제1 공간(22)의 선단에 피환원물의 진행방향을 향해 신축 구동하도록 설치된다. 제2 구동실린더(54)와 예열부(10)가 제1 공간(22)에 서로 직각으로 배치되어 피환원물 이동시 서로 간섭되지 않는다. 상기 제2 구동실린더(54)의 피스톤로드 선단에는 피환원물을 용이하게 밀어낼 수 있도록 플레이트 형태의 밀판(52)이 설치될 수 있다.
이에, 제2 구동실린더(54)가 신장작동되면 제1 공간(22)에 놓여진 피환원물이 제2 공간(23)으로 이동된다.
본 실시예에서, 상기 환원부 몸체(21)의 제2 공간(23)에서는 제1 공간(22)에서 연속적으로 이동된 피환원물에 의해 각 피환원물이 밀려 진행하는 구조로 되어 있다. 제2 공간(23) 내에서 피환원물이 보다 원활하게 밀려 나갈 수 있도록, 상기 제2 공간(23) 내부에는 간격을 두고 배치되고 자유롭게 회전가능하게 설치되어 피환원물이 놓여져 이동되는 롤러(25)가 설치된다.
또한, 상기 이동부(53)는 환원부 몸체의 제3 공간(24) 선단에 설치되고 제2 공간(23)을 향해 신축구동되어 제2 공간(23)의 피환원물을 제3 공간(24)으로 끌어오는 제3 구동실린더(55)를 더 포함한다. 상기 제3 구동실린더(55)는 제3 몸체 외측 선단에 설치되며, 제2 공간(23)을 향해 신축구동된다. 상기 제3 구동실린더(55)는 제2 공간(23)에 위치한 피환원물을 제3 공간(24)으로 끌어오기 위한 것으로, 피스톤로드 선단에는 피환원물을 선택적으로 고정하기 위한 클램프(56)가 설치될 수 있다. 상기 클램프는 피환원물이 담긴 단광박스에 결합 및 결합해제가능한 구조면 모두 적용가능하다.
이에, 제3 구동실린더(55)가 신장작동되면 피스톤로드 선단에 설치된 클램프(56)가 제2 공간(23)으로 이동되어 피환원물을 걸어 고정하고, 이 상태에서 제3 구동실린더(55)가 수축작동되면 클램프(56)에 걸려있는 피환원물이 제3 공간(24)으로 끌려오게 된다.
제3 공간(24)으로 이동된 피환원물은 제3 공간(24)에 연결된 냉각부(30)로 이동된다.
상기 냉각부(30)는 피환원물의 진행방향에 대해 환원부 몸체(21)의 측면에 배치되어 환원부 몸체의 제3 공간(24) 측면에 연결된다.
제3 공간(24)의 측면과 냉각부 사이에 제2 게이트 밸브(41)가 설치된다. 제2 게이트 밸브(41)가 개방 작동되면 냉각부와 환원부 몸체의 제3 공간(24)이 서로 연통된다.
본 실시예에서, 상기 열환원 장치는 상기 환원부 몸체의 제3 공간(24) 측면에 설치되어 제3 공간(24)으로 이동된 피환원물을 냉각부로 이동시키기 위한 인출기(57)를 더 포함한다.
상기 인출기(57)는 제3 공간(24) 측면에 설치되고 냉각부(30)를 향해 신축구동되어 제3 공간(24)의 피환원물을 냉각부로 밀어내는 제4 구동실린더(58)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제4 구동실린더(58)는 환원부 몸체의 제3 공간(24) 측면에 냉각부(30)와 대향되도록 설치되어 냉각부를 향해 신축 구동된다. 상기 제4 구동실린더(58)의 냉피스톤로드 선단에는 피환원물을 용이하게 밀어낼 수 있도록 플레이트 형태의 밀판(52)이 설치될 수 있다. 상기 제4 구동실린더(58)와 제3 구동실린더(55)는 제3 공간(24)에 서로 직각으로 배치되어 피환원물 이동시 서로 간섭되지 않는다.
이와 같이, 각 구동실린더의 신축 구동을 통해 피환원물을 예열부에서부터 냉각부까지 연속적으로 그리고 순차적으로 이동시킨다. 이에, 본 장치는 복수개의 피환원물을 연속적으로 열환원 처리하여 금속을 회수할 수 있게 된다.
이하 본 발명의 일실시예에 의한 열환원 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 12는 본 실시예의 열환원장치에 의한 피환원물 열환원 과정을 순차적으로 나타내고 있다. 이하 설명은 상기 피환원물로, 마그네슘 단광이 환원제와 함께 소성된 소성체인 경우를 예로서 설명한다. 본 실시예는 이에 한정하지 않으며, 다양한 금속의 환원에 모두 적용 가능하다. 피환원물은 단광박스(BB)에 담겨져 단광박스 단위로 이동된다.
본 실시예에 따라 피환원물이 담긴 단광박스(BB)는 예열부(10)에 연속적으로 장입하여 예열하고, 환원부(20)의 제1 공간(22)으로 이동된 후 제2 공간(23)을 거치면서 내부 가열방식을 통해 고온 진공 분위기에서 연속적으로 환원된 후 제3 공간(24)을 거쳐 냉각부(30)로 이동되어 냉각된 후 연속적으로 배출된다. 이 과정에서 각 구동실린더가 신축작동하여 단광박스를 라인을 따라 연속적으로 이동시키게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 불활성가스를 이용하여 예열부(10)을 상압으로 유지한 후 제1 도어(14)를 통해 피환원물이 담긴 단광박스(BB)를 장입한다. 단광박스(BB) 장입 후 제1 도어가 닫히면 진공장치에 의해 예열부(10)에 진공압을 형성하고 일정시간동안 피환원물을 예열한다. 예열부(10)는, 700 - 800℃의 온도로 유지되어 피환원물을 예열한다. 이때, 제1 게이트 밸브(40)는 닫힌 상태이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 피환원물의 예열이 완료되면, 상기 예열부(10)와 상기 환원부의 제1 공간(22) 사이에 설치된 제1 게이트 밸브(40)를 열고 단광박스(BB)를 환원부의 제1 공간(22)으로 이동한다. 즉, 예열부(10)에 설치된 제1 구동실린더(51)가 신장작동되면 제1 구동실린더(51)의 피스톤로드 선단에 설치된 밀판(52)이 예열부(10) 내에 놓여진 단광박스(BB)를 제1 공간(22)쪽으로 밀어내게 된다. 제1 구동실린더(51)가 완전히 신장작동되면 단광박스(BB)는 예열부(10) 밖으로 완전히 밀려나가 제1 공간(22) 내부로 이동된다.
단광박스(BB)가 제1 공간(22)으로 완전히 이동되면 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 구동실린더(51)는 다시 원래대로 수축작동되고 제1 게이트 밸브(40)는 폐쇄작동되어 제1 공간(22)과 예열부(10) 사이를 차단한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 게이트 밸브(40)가 닫히면 환원부의 제1 차단막(26)이 개방작동되고, 제2 구동실린더(54)가 신장작동되어 제1 공간(22)에 놓여진 단광박스(BB)를 제2 공간(23)으로 이동시키게 된다. 단광박스(BB)가 제2 공간(23)으로 완전히 이동되면 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 구동실린더(54)는 원위치로 다시 수축작동되고 제1 차단막(26)은 닫혀진다.
상기와 같은 과정을 반복하여, 단광박스(BB)를 연속적으로 환원부의 제2 공간(23) 내부로 장입할 수 있게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 연속적으로 환원부의 제2 공간(23)으로 단광박스(BB)가 이동되면, 제2 공간(23)에서는 먼저 장입되어 있던 단광박스(BB)가 새로 장입되는 단광박스(BB)에 의해 밀려나면서 전진 이동하게 된다. 단광박스(BB)는 계속 밀려 제2 차단막(27)까지 밀려나고 제2 공간(23)은 단광박스(BB)로 가득차게 된다. 제2 공간(23) 바닥에는 자유롭게 회전하는 롤러(25)가 설치되어 있어서, 단광박스(BB)가 롤러를 타고 원활하게 이동할 수 있게 된다.
상기 환원부의 제2 공간(23)에서 단광박스(BB)에 담긴 피환원물은 고온 진공하에서 금속 기체 형태로 환원되며, 환원된 금속기체는 응축기(60)에서 응축된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 환원부의 제2 공간(23)이 계속 장입되는 단광박스(BB)로 가득 차게 되면 제2 차단막(27)을 열고 제3 구동실린더(55)를 이용하여 단광박스(BB)를 제3 공간(24)으로 이동시킨다. 제3 구동실린더(55)가 신장작동되면 제3 구동실린더(55)의 피스톤로드 선단에 설치된 클램프(56)가 제2 공간(23)쪽으로 이동되어 제2 공간(23)에 놓여진 단광박스(BB)에 클램핑된다. 이 상태에서 제3 구동실린더(55)가 수축작동되면 클램프에 결합되어 있는 단광박스(BB)가 제3 공간(24)으로 끌려오게 된다.
단광박스(BB)가 제3 공간(24)으로 완전히 이동되면 클램프(56)가 해제되고 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 차단막(27)은 닫힌다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 차단막(27)이 닫히면 제2 게이트 밸브(41)가 개방작동되고, 제4 구동실린더(58)가 신장작동되어 제3 공간(24)에 놓여진 단광박스(BB)를 냉각부로 이동시킨다. 제4 구동실린더(58)가 신장작동되면 피스톤로드 선단에 설치된 밀판이 단광박스(BB)를 냉각부 쪽으로 밀어내게 된다. 제4 구동실린더(58)가 완전히 신장작동되면 단광박스(BB)는 제3 공간(24) 밖으로 완전히 밀려나가 냉각부 내부로 이동된다.
단광박스(BB)가 냉각부(30)로 완전히 이동되면 도 11에 도시된 바와 같이, 제4 구동실린더(58)는 다시 원래대로 수축작동되고 제2 게이트 밸브(41)는 폐쇄작동되어 제3 공간(24)과 냉각부 사이를 차단한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 냉각부에서 단광박스(BB)의 냉각이 완료되면 냉각부에 불활성 가스를 투입하여 상압으로 높인 후 제2 도어를 통해 외부로 배출한다.
이와 같은 과정을 거쳐 피환원물이 연속적으로 장입되고 배출되면서 피환원물을 연속적으로 열환원할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
10 : 예열부 12 : 예열부 몸체
14 : 제1 도어 20 : 환원부
21 : 환원부 몸체 22 : 제1 공간
23 : 제2 공간 24 : 제3 공간
26 : 제1 차단막 27 : 제2 차단막
30 : 냉각부 31 : 냉각부 몸체
32 : 제2 도어 40 : 제1 게이트 밸브
41 : 제2 게이트 밸브 50 : 장입기
51 : 제1 구동실린더 52 : 밀판
52 : 이동부 54 : 제2 구동실린더
55 : 제3 구동실린더 56 : 클램프
57 : 인출기 58 : 제4 구동실린더
60 : 응축기 70 : 진공장치
80 : 온도조절장치

Claims (15)

  1. 피환원물이 예열되는 예열부, 상기 예열부에 연결되고 피환원물의 열환원반응이 일어나는 환원부, 상기 환원부에 연결되며 피환원물이 유입되어 외부로 배출되는 냉각부, 상기 예열부와 환원부 사이에 설치되는 제1 게이트밸브, 상기 환원부와 냉각부 사이에 설치되는 제2 게이트밸브, 상기 환원부에 연결되고 금속증기가 응축되는 응축기, 및 상기 예열부 측면에 설치되어 피환원물을 예열부에서 환원부로 이동시키기 위한 장입기를 포함하고,
    상기 환원부는 내부 공간을 형성하는 환원부 몸체와, 상기 환원부 몸체 내부에 설치되고 승하강되어 개폐되는 제1 차단막, 및 상기 환원부의 내부에 제1 차단막과 이격되어 설치되고 승하강되어 개폐되는 제2 차단막을 포함하여, 상기 환원부 몸체 내부가 피환원물의 진행방향을 따라 차례로 제1 공간, 제1 차단막과 제2 차단막 사이에 형성되는 제2 공간 및 제3 공간으로 구획되는 구조의 금속의 열환원 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열부는 피환원물의 진행방향에 대해 환원부의 측면에 배치되고, 상기 장입기는 피환원물을 환원부 몸체 측면을 통해 제1 공간으로 이동하는 구조의 금속의 열환원 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 장입기는 예열부에 설치되고 환원부 몸체의 제1 공간을 향해 신축구동되어 피환원물을 제1 공간으로 밀어내는 제1 구동실린더를 포함하는 금속의 열환원 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 예열부와 환원부 몸체의 제1 공간을 따라 피환원물이 이동가능하게 놓여지는 레일부재가 더 설치된 금속의 열환원 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 환원부 몸체의 제3 공간 측면에 설치되어 제3 공간으로 이동된 피환원물을 냉각부로 이동시키기 위한 인출기를 더 포함하는 금속의 열환원 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각부는 피환원물의 진행방향에 대해 환원부의 측면에 배치되고, 상기 인출기는 피환원물을 환원부 몸체의 제3 공간 측면을 통해 냉각부로 이동하는 구조의 금속의 열환원 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인출기는 제3 공간 측면에 설치되고 냉각부를 향해 신축구동되어 제3 공간의 피환원물을 냉각부로 밀어내는 제4 구동실린더를 포함하는 금속의 열환원 장치.
  9. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환원부에 설치되어 환원부로 이동된 피환원물을 환원부를 따라 연속적으로 이동시키기 위한 이동부를 더 포함하는 금속의 열환원 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 환원부 몸체의 제1 공간 선단에 설치되고 제2 공간을 향해 신축구동되어 제1 공간으로 이동된 피환원물을 환원부 몸체의 제2 공간으로 밀어내는 제2 구동실린더를 포함하는 금속의 열환원 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이동부는 환원부 몸체의 제3 공간 선단에 설치되고 제2 공간을 향해 신축구동되어 제2 공간의 피환원물을 제3 공간으로 끌어오는 제3 구동실린더를 더 포함하는 금속의 열환원 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 제2 공간을 따라 간격을 두고 배치되고 자유롭게 회전가능하게 설치되어 피환원물이 놓여져 이동되는 롤러를 더 포함하는 금속의 열환원 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 예열부와 상기 환원부는 하나 이상의 온도 조절 장치를 더 포함하는 금속의 열환원 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 예열부, 상기 환원부 및 상기 냉각부는 하나 이상의 진공 장치를 더 포함하는 금속의 열환원 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 피환원물은 마그네슘 단광이 환원제와 함께 소성된 소성체인 금속의 열환원 장치.
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