KR101632868B1 - 마그네슘 환원 장치 및 마그네슘 환원 장치의 진공 제어 방법. - Google Patents
마그네슘 환원 장치 및 마그네슘 환원 장치의 진공 제어 방법. Download PDFInfo
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Abstract
마그네슘 환원 장치 및 마그네슘 환원 장치의 진공 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 환원 장치는, 진공 펌프(10); 상기 진공 펌프와 연결되는 제 1 압력 조절관(30); 상기 제 1 압력 조절관에서 분기되는 하나 이상의 제 2 압력 조절관(41,42,43); 상기 제 2 압력 조절관과 각각 연결되는 하나 이상의 반응관(21, 22, 23); 상기 제 1 압력 조절관에 구비된 제 1 압력 조절 장치(50); 상기 각각의 제 2 압력 조절관에 구비된 제 2 압력 조절 장치(61, 62, 63); 및 입력된 제어값에 의하여 상기 제 1 압력 조절 장치 및 상기 제 2 압력 조절 장치를 제어하는 제어부;를 포함한다.
Description
마그네슘 환원 장치 및 마그네슘 환원 장치의 진공 제어 방법에 관한 것이다.
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.
이러한 열환원법에 의하여 마그네슘을 환원하기 위하여는 5*10-2Torr의 진공도를 필요로 한다. 이러한 공정에서 진공 유지는 하나 이상의 반응관(Retort)과 진공 펌프 사이에 설치된 하나의 밸브로만 제어가 된다. 즉, 하나의 밸브로만 진공을 제어하게 되어 각각의 반응관을 동등한 진공도로 유지하기 어렵고, 펌프의 과부하로 성능상의 문제가 빈번히 발생한다.
본 발명의 일 실시예는 마그네슘 환원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 마그네슘 환원 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 환원 장치는, 진공 펌프(10); 상기 진공 펌프와 연결되는 제 1 압력 조절관(30); 상기 제 1 압력 조절관에서 분기되는 하나 이상의 제 2 압력 조절관(41,42,43); 상기 제 2 압력 조절관과 각각 연결되는 하나 이상의 반응관(21, 22, 23); 상기 제 1 압력 조절관에 구비된 제 1 압력 조절 장치(50); 상기 각각의 제 2 압력 조절관에 구비된 제 2 압력 조절 장치(61, 62, 63); 및 입력된 제어값에 의하여 상기 제 1 압력 조절 장치 및 상기 제 2 압력 조절 장치를 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제 1 압력 조절 장치는 스로틀 밸브이며, 상기 제 2 압력 조절 장치는 바라트론 게이지일 수 있다.
상기 제어부는 입력된 제어값에 따라서 제 1 압력 조절 장치의 개도율을 조절하고, 측정된 반응관 내부의 압력에 따라 기 설정된 압력을 유지하도록 제 2 압력 조절장치의 개도율을 제어하는 PLC(Progrgmable Logic Controller)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 제어값을 입력 받는 HMI(Human Machine Interface)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 환원 장치의 진공 제어 방법은, 제어값을 입력하는 단계; 상기 입력된 제어값에 따라 제 1 압력 조절 장치의 개도율을 조절하는 단계; 및 각각의 반응관의 압력을 측정하여 기 설정된 압력을 유지하도록 제 2 압력 조절 장치의 개도율을 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 각각의 개별 반응관에 동등한 진공도를 유지시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 환원 장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 환원 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1 을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 환원 장치는, 진공장치(10); 상기 진공 장치와 연결되는 제 1 압력 조절관(30); 상기 제 1 압력 조절관에서 분기되는 하나 이상의 제 2 압력 조절관(41,42,43); 상기 제 2 압력 조절관과 각각 연결되는 하나 이상의 반응관(21, 22, 23); 상기 제 1 압력 조절관에 구비된 제 1 압력 조절 장치(50); 상기 제 2 압력 조절관에 구비된 제 2 압력 조절 장치(61, 62, 63); 및 입력된 제어값에 의하여 상기 제 1 압력 조절 장치 및 상기 제 2 압력 조절 장치의 개도율을 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 진공장치는 진공펌프일 수 있다.
상기 제 1 압력 조절 장치는 스로틀 밸브(throttle valve)이며, 상기 제 2 압력 조절 장치는 바라트론 게이지(baratron gauge)일 수 있다.
상기 제어부는 입력된 제어값에 따라서 제 1 압력 조절 장치의 개도율을 조절하고, 제 2 압력 조절 장치에서 측정된 반응관 내부의 압력에 따라 기 설정된 압력을 유지하도록 제 2 압력 조절장치의 개도율을 제어하는 PLC(Progrgmable Logic Controller)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 제어값을 입력 받는 HMI(Human Machine Interface)를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의하여 진공도를 조절하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, HMI에 제어값을 입력한다. 이 때 입력되는 제어값은 반응관 내부의 압력값일 수 있다. 또한, 입력되는 제어값으로 시간값을 더 입력할 수 있다.
제어값이 입력되면 제어부에 의하여 제 1 압력 조절 장치의 개도율이 조절된다.
제 1 압력 조절 장치는 개도율의 조절에 의하여 반응관 전체의 진공도를 낮추거나 높이는 역할을 한다. 제 1 압력 조절 장치는 제 1 압력 조절관에 설치되어 있어서, 제 1 압력 조절 장치의 개도율을 조절하여 제 1 압력 조절관으로 흐르는 공기량을 조절할 수 있다. 따라서, 반응관 전체의 압력을 높이거나 낮출 수 있다.
또한, 제 2 압력 조절 장치는 각각의 반응관의 압력을 측정하여 이를 제어부로 전송한다.
제어부는 제 2 압력 조절 장치로부터 각각의 반응관의 압력을 전송받아 모든 반응관의 압력이 기 설정된 압력값을 유지하도록 각각의 반응관과 연결된 제 2 압력 조절 장치의 개도율을 조절한다. 또한, 상기 입력된 제어값이 압력값 및 시간값인 경우, 기 설정된 시간값 사이에 기 설정된 압력값에 도달하도록 개도율을 조절한다.
상기 제 2 압력 조절 장치의 일단은 반응관과 연결되고, 타단은 제 1 압력 조절관과 연결된다. 또한, 상기 제 2 압력 조절 장치는 제 2 압력 조절관에 설치되어 있어 제 2 압력 조절 장치의 개도율을 조절하여 제 2 압력 조절관으로 흐르는 공기량을 조절할 수 있다. 따라서, 각각의 반응관의 압력을 높이거나 낮출 수 있다.
[실시예]
이하, 도 1 을 참고하여 실시예를 설명한다. 도 1 에서 제 1 압력 조절 장치(50)는 스로틀 밸브인 경우로, 제 2 압력 조절 장치(61, 62, 63)는 바라트론 게이지인 경우로 상정하여 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
먼저, HMI에 필요로 하는 진공 제어값을 입력한다. 제어값이 입력되면 PLC는 제 1 압력 조절 장치(스로틀 밸브)의 개도율을 조절하여 반응관 전체의 압력을 낮춘다.
또한, 각각의 반응관과 제 1 압력 조절관을 연결하는 제 2 압력 조절관 각각에는 바라트론 게이지가 설치되어 있다.
상기 바라트론 게이지는 각각의 반응관의 압력을 측정하여 제어부로 그 값을 송신한다.
각각의 반응관의 압력을 수신한 제어부는 각각의 반응관을 기 설정된 압력값을 유지할 수 있도록 제 2 압력 조절관의 개도율을 조절하는 명령을 한다
예를들어, 첫번째 반응관(21)의 압력이 기 설정된 압력값 보다 낮다면 첫번째 반응관과 연결된 제 2 압력 조절 장치(61)의 개도율을 조절하여 진공펌프로 향하는 공기량이 많아지도록 조절한다. 두번째 반응관(22)의 압력이 기 설정된 압력값 보다 높다면, 두번째 반응관과 연결된 제 2 압력 조절 장치(62)의 개도율을 조절하여 진공펌프로 향하는 공기량이 작아지도록 조절한다.
이렇게 제어하여 각각의 반응관은 일정한 진공도를 유지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 진공 펌프
21, 22, 23: 반응관
30: 제 1 압력 조절관
40, 41, 42, 43: 제 2 압력 조절관
50: 제 1 압력 조절 장치
60, 61, 62, 63: 제 2 압력 조절 장치
21, 22, 23: 반응관
30: 제 1 압력 조절관
40, 41, 42, 43: 제 2 압력 조절관
50: 제 1 압력 조절 장치
60, 61, 62, 63: 제 2 압력 조절 장치
Claims (5)
- 진공 펌프;
상기 진공 펌프와 연결되는 제 1 압력 조절관;
상기 제 1 압력 조절관에서 분기되는 하나 이상의 제 2 압력 조절관;
상기 제 2 압력 조절관과 각각 연결되는 하나 이상의 반응관;
상기 제 1 압력 조절관에 구비된 제 1 압력 조절 장치;
상기 제 2 압력 조절관에 구비된 제 2 압력 조절 장치; 및
입력된 제어값에 의하여 상기 제 1 압력 조절 장치 및 상기 제 2 압력 조절 장치를 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 제어부는 입력된 제어값에 따라서 상기 제 1 압력 조절 장치의 개도율을 조절하고, 상기 제 2 압력 조절 장치에서 측정된 반응관 내부의 압력에 따라 기 설정된 압력을 유지하도록 상기 제 2 압력 조절장치의 개도율을 제어하는 PLC(Progrgmable Logic Controller)를 포함하는 마그네슘 환원 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 제어값을 입력 받는 HMI를 더 포함하는 마그네슘 환원 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 압력 조절 장치는 스로틀 밸브이며, 상기 제 2 압력 조절 장치는 바라트론 게이지인 마그네슘 환원 장치.
- 삭제
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