KR102082770B1 - 고압 수분사를 이용한 용융 금속의 그래뉼 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 용탕의 침전이 이루어지는 침전조; 펌프가 구비되고, 일측이 상기 침전조와 연통되도록 형성된 연결부; 상기 연결부의 타측과 연통되는 순환조;를 포함하고, 상기 침전조는, 분사 노즐부 및 상기 분사 노즐부 상부에 배치된 턴디시를 구비하고, 상기 금속 용탕이 상기 턴디시에 의해 출탕되고 상기 분사 노즐부 및 상기 펌프에 의해 고압 수분사가 이루어짐으로써 조금속 그래뉼이 제조되는, 그래뉼 제조 장치 및 제조 방법을 제공하며, 이에 의하면, 서브머지드아크로(SAF)의 고온환원용융 공정을 통해 생성된 고온의 용탕을 벌크 형태가 아닌, 그래뉼 형태의 조금속으로 주조함으로서 후속 공정인 습식 제련 공정의 작업성과 생산성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

고압 수분사를 이용한 용융 금속의 그래뉼 제조 장치 및 제조 방법 {Apparatus and method for producing molten metal granules using high pressure water spray}

본 발명은 고압 수분사를 이용한 용융 금속의 그래뉼 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압으로 분사되는 물의 흐름을 형성시켜 금속 용융물을 고압으로 분사되는 물 흐름에 출탕하여 그래뉼화시키고 분리하는 그래뉼 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

서브머지드아크로(Submerged Arc Furnace, SAF) 공정은 기존 건식제련소의 TSL(Top Submerged Lance), 용광로(Blast Furnace) 및 제강공정에서 사용되는 아크 전기로와 달리, 탄소전극봉이 용탕에 직접 침적되어 투입원료의 저항열에 의해 원료를 용융하는 방식이다. 이에 의하면, 분진발생을 최소화하면서 고온 작업이 가능하다.

또한, 기존 대형 제련소의 건식제련로 대비 설비 규모 및 에너지 사용량이 적고, 리드 타임(lead time)을 최소화할 수 있어, LED 칩(chip)과 같은 다양한 전자스크랩 원료의 처리에 적합한 전기로이다.

서브머지드아크로(SAF)의 고온환원용융 공정을 통해 생성된 고온의 용탕은 조금속(crude metal)으로 주조될 수 있고, 이후 습식 제련 공정을 통해 고순도의 금속으로 분리 및 정제할 수 있다.

다만, 상기 조금속의 주조 시 벌크(Bulk) 형태 보다는 그래뉼 형태로 형성시키는 것이 후속 공정인 습식제련 공정의 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있다.

종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2007-0031382호(특허문헌 1)에는 용융체의 과립화 방법 및 장치가 개시되어 있으며, 구체적으로 용융체(melt)를 급랭시켜 과립체(granule)와 물의 혼합물을 생성하는 단계; 상기 혼합물을 탈수 장치에서 탈수하여 고체-부하 폐수(solid-loaded wastewater)를 회수하고 포집 탱크(collection tank)에 공급하는 단계; 및 상기 포집 탱크로부터 상기 고체-부하 폐수를 2차 청정화(clarification)하여 실질적으로 고체가 없는 수류(water stream)를 회수하는 단계를 포함하는 용융체 과립화 방법으로서, 상기 포집 탱크 내에 경사판 침강기(inclined plate settler)가 항상 수중에 잠겨 있는 상태로 설치되어 있고, 상기 고체-부하 폐수는, 적어도 그 일부가 상기 포집 탱크 내의 상기 경사판 침강기를 통해 저부로부터 상부로 흐르도록 상기 포집 탱크에 공급되고, 상기 경사판 침강기의 상부 출구에서 실질적으로 고체가 없는 수류로서 상기 포집 탱크로부터 유출되는 것을 특징으로 하는 용융체 과립화 방법을 제공하고 있다.

또 다른 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2015-0086370호(특허문헌 2)에는 슬래그 과립화(slag granulation) 장치를 포함하는 슬래그 과립화 시스템을 개시하고 있으며, 상기 장치는 슬래그 과립화 챔버(chamber); 상기 슬래그 과립화 챔버에 장착되는, 용융(molten) 슬래그를 분무하기 위한 회전식 분무 과립기; 및 슬래그가 분무화되기 이전에 용융 슬래그로 공기를 공급하기 위한 공기 공급장치(air supply)를 포함하며; 상기 시스템은 과립화 챔버에 슬래그를 전달하기 위한 슬래그 전달 기구를 더 포함하며; 상기 슬래그 전달 기구는 슬래그 과립화 챔버의 슬래그 입구에 연결되는 파이프를 포함하며; 상기 시스템은 파이프 내측에 장착되는 공기 랜스(air lance); 과립화 챔버로부터 멀리 있는 랜스의 일단부에 커플링되는 공기 공급장치; 및 공기 공급장치로부터 멀리 있는 랜스의 천공된 섹션(perforated section)을 더 포함하며, 이에 의해 공기가 용융 슬래그에 공급되는, 슬래그 과립화 시스템을 제공하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래기술들은 규모가 크며, 적용될 수 있는 분야가 한정적이다. 특히, 서브머지드아크로의 고온환원용융 공정을 통해 생성된 고온의 용탕을 벌크 형태가 아닌, 그래뉼 형태의 조금속으로 형성시킬 수 있되, 후속 공정인 습식제련 공정의 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있는 장치에 대해서는 개발이 미흡한 실정이다.

KR 10-2007-0031382 A KR 10-2015-0086370 A

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고온의 금속 용탕을 펌프를 통해 미세 통공이 형성된 분사 노즐부를 통과한 고압의 물분사 흐름에 금송 용탕을 출탕하여 그래뉼화시킬 수 있는 그래뉼 제조 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 그래뉼화에 사용된 물을 냉각조 및 순환조에서 순환시켜 재사용 하여 고온의 금속 용탕의 냉각 및 응고로 인한 증발되는 물의 양만큼 보충하는 구조를 갖는 그래뉼 제조 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 금속 용탕을 그래뉼화하고 후속 공정의 습식제련 생산성을 높일 수 있는 그래뉼 제조 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 소형 규모에 적합한 그래뉼 제조 장치 및 그래뉼 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 금속 용탕의 침전이 이루어지는 침전조; 펌프가 구비되고, 일측이 상기 침전조와 연통되도록 형성된 연결부; 상기 연결부의 타측과 연통되는 순환조;를 포함하고, 상기 침전조는, 분사 노즐부 및 상기 분사 노즐부 상부에 배치된 턴디시를 구비하고, 상기 금속 용탕이 상기 턴디시에 의해 출탕되고 상기 분사 노즐부 및 상기 펌프에 의해 고압 수분사가 이루어짐으로써 조금속 그래뉼이 제조되는, 그래뉼 제조 장치를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 턴디시는 하부 바닥면에 일정 간격으로 10mm 내지 30mm의 크기를 갖는 배출구들이 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 분사 노즐부는 미세 고압 분사 노즐부로서, 수평 및 다층으로 구성된 미세 통공들을 구비하여 상기 연결부의 상기 펌프의 압력에 의해 고압의 유체 분사를 발생시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 펌프의 압력은 10 바(bar) 내지 100 바일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 분사 노즐부의 분사각(α)은 상기 침전조의 바닥면을 향해 5도 내지 10도 정도일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 침전조 내부에 경사판이 더 구비되며, 상기 경사판은 상기 분사 노즐부로부터 고압으로 분사되는 유체가 상기 침전조 하부 측으로 흐르도록 배치될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 침전조 하부에 바닥부가 더 구비되며, 상기 바닥부는 메쉬(mesh)망 재질로 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 순환조는, 상기 침전조로부터 배출되어 순환되는 냉각수를 1차적으로 공급받는 제1 침전부, 상기 제1 침전부 상부의 순환되는 냉각수를 낙차를 통해 공급받는 제2 침전부, 상기 제2 침전부 상부의 순환되는 냉각수를 낙차를 통해 공급받고, 일면이 상기 펌프와 연통된 제3 침전부를 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 그래뉼 제조 장치를 사용한 그래뉼 제조 방법으로서, 전자 스크랩이 준비되는 단계; 서브머지드아크로(SAF)에 상기 전자 스크랩이 투입되어 금속이 용융되는 단계; 고온으로 용융되어 생성된 금속 용탕에 대해 고압의 수분사가 이루어지는 단계; 및 수분사로 인해 냉각되고 침전되어 조금속 그래뉼이 제조되는 단계를 포함하는, 그래뉼 제조 방법을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 침전조 바닥부에 구비된 메쉬망에 의한 그래뉼 입자 선별 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 서브머지드아크로(SAF)의 고온환원용융 공정을 통해 생성된 고온의 용탕을 벌크 형태가 아닌, 그래뉼 형태의 조금속으로 주조함으로서 후속 공정인 습식 제련 공정의 작업성과 생산성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 소형 규모에 적합한 그래뉼 제조 장치도 제공할 수 있어, 그래뉼 제조 관련 여러 분야에 확대 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 금속 용탕으로부터 그래뉼을 제조할 시에 물이 재사용되어 에너지 효율적인 금속 용탕의 냉각이 가능하다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 장치의 주요 구성들을 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 절단된 단면을 나타낸 종단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B'선을 따라 절단된 단면을 나타낸 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

나아가, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 장치의 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 장치의 주요 구성들을 설명하기 위한 개략 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 장치를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 장치는 침전조(100), 펌프(210)를 포함하고, 일측이 침전조(100)와 연통되도록 형성된 연결부(200), 연결부(200)의 타측과 연통되는 순환조(300)를 포함한다.

침전조(100)는, 침전조(100)의 하우징을 이루는 침전조 몸체(110), 침전조(100) 내부로 고압으로 유체를 분사하는 분사 노즐부(120), 고온의 금속 용탕을 출탕하기 위한 턴디시(tundish)(130), 침전조(100)의 하부 일부가 경사지도록 형성된 경사판(140), 및 고압의 유체로 인해 그래뉼로 제조된 금속 용탕이 침전되어 위치하게 되는 바닥부(150)를 포함할 수 있다. 여기서 유체는 물인 것이 바람직하다.

분사 노즐부(120)는 미세 고압 분사 노즐부로서, 수평 및 다층으로 구성된 미세 통공들을 구비하여 연결부(200)의 펌프의 압력에 의해 고압의 유체 분사를 발생시킬 수 있다.

턴디시(130)는 금속 용탕을 수용하고 이를 출탕하기 위한 구성으로서, 분사 노즐부(120)의 상부에 위치된 것이 바람직하다. 턴디시(130)의 하부 바닥면에는 고온의 금속 용탕에 일정하게 고압의 물 흐름에 출탕되도록 일정간격으로 통공되어 배출구 역할의 홀(hole)들이 형성되도록 구성된다. 이에 따라 금속 용탕을 고압의 물 흐름에 출탕할 수 있다. 이때 턴디시(130)의 하부 바닥면에 형성된 홀들의 크기는 10mm 내지 30mm 인 것이 바람직하다.

경사판(140)은 침전조(100) 내부에 형성된 것으로, 분사 노즐부(120)에서 고압으로 분사되는 유체의 흐름이 용이하도록 배치된다. 이와 같은 경사판(140)을 따라 출탕된 금속 용탕은 고압 유체로 인해 냉각되면서 유체의 흐름과 함께 중력의 영향을 받아 바닥부(150) 측으로 이동된다.

바닥부(150)는 메쉬(mesh)망 재질로 형성된 것이 바람직하다. 이에 따라 냉각되어 형성된 그래뉼이 바닥부(150)에 도달하여 그래뉼의 입자 크기에 따라 입자가 선별될 수 있다.

이와 같이 구성된 침전조(100)에는 연결부(200)가 연결될 수 있다. 연결부(200)는 바이패스관(210) 및 펌프(220)를 포함할 수 있다.

바이패스관(210)은 펌프(220) 양측에 연결된 출수부(211) 및 입수부(212)를 포함한다. 출수부(211)는 순환조(300)의 일측에 연결되고 입수부(212)는 침전조(100)의 일측에 연결될 수 있다. 이에 따라 순환조(300)에서 배출되는 냉각된 유체가 출수부(211)를 따라 펌프(220)에 의해 입수부(212)와 연결된 분사 노즐부(120)를 통해 침전조(100)로 분사될 수 있다.

펌프(220)는 분사 노즐부(120)와 연통되어 유체(물)를 공급하고, 분사 노즐부(120)의 수평 및 다층으로 구성된 미세 통공과 펌프(220) 압력에 의해 고압의 유체 분사를 발생시킬 수 있다. 유체가 물일 경우에, 펌프(220) 물 공급 시 압력은 10 바(bar) 내지 100 바(bar)일 수 있다.

순환조(300)는 분사 노즐부(120)로부터 배출되는 물질 중 물을 펌프(220)로 재공급할 수 있다. 순환조(300)는 다수의 구획으로 나눠져서 물을 다시 냉각수로 활용하기 위한 일련의 과정들을 수행시킬 수 있다.

이때, 순환조(300)는 순환조(300)의 하우징을 이루는 순환조 몸체(310), 순환조 몸체(310)와 침전조 몸체(110) 사이에 기설정된 높이(d1)로 형성된 제1 격벽(320), 순환조 몸체(310) 내부에 적어도 일부가 기설정된 높이(d2)로 형성된 제2 격벽(330) 및 순환조 몸체(310) 내부에 적어도 일부가 기설정된 높이(d3)로 형성된 제3 격벽(340)을 포함한다. 제1 격벽(320), 제2 격벽(330) 및 제3 격벽(340) 각각의 적어도 일부의 높이(d1, d2, d3)가 순차적으로 낮아지는 것이 바람직하다.

다음은 도 3 및 도 4를 참조하여 일부 구성들을 더 상세하게 설명한다.

도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 절단된 단면을 나타낸 종단면도이다.

도 4는 도 2의 B-B'선을 따라 절단된 단면을 나타낸 종단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 침전조(100) 내측으로 위치하는 분사 노즐부(120)에 펌프(220)로부터 출수되는 물이 공급되어, 분사 노즐부(120)의 구조 및 펌프(220)의 압력에 의해 고압의 유체 흐름이 형성되고 수평의 다층으로 고압 분사가 이루어진다.

분사 노즐부(120)의 구조(미도시)에 있어서, 물이 분사되는 노즐의 단면 형상이 원형의 미세 홀(hole)로 수평 및 다층으로 형성된 것이 바람직하다.

여기서 분사각(α)은 침전조(100)의 바닥면을 향해 5도 내지 10도 정도로 경사각을 두어 그래뉼이 침전조(100) 바닥부(150)로 침전되기 용이하도록 구성될 수 있다.

바닥부(150)는 메쉬망으로 구성될 수 있으며, 더 상세하게는, 일 실시 예에서 다수 겹의 다양한 메쉬 크기를 갖는 메쉬망 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 바닥부(150)는 그래뉼의 수집을 용이하게 하기 위해 다수의 구획으로 나눠질 수 있으며, 각각의 구획에 대해 1차적인 선별을 가능케하는 제1 메쉬부(151a, 151b) 및 2차적이 선별을 가능케하는 제2 메쉬부(152a, 152b)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 이와 같이 침전조(100)는 고압의 물 흐름에 의해 제조된 그래뉼을 입자 크기별로 선별할수 있도록 메쉬(mesh) 망을 구성할수 있고, 메쉬망의 홀(hole) 크기는 1mm 내지 10mm 일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 순환조(300)는 냉각수 침전조(100)로부터 배출되어 순환되는 냉각수를 1차적으로 공급받는 제1 침전부(321), 제1 침전부(321) 상부의 순환되는 냉각수를 낙차를 통해 공급받는 제2 침전부(322), 제2 침전부(322) 상부의 순환되는 냉각수를 낙차를 통해 공급받고, 일면이 펌프(220)와 연통된 제3 침전부(323)를 포함하는 것이 바람직하다.

다음은 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 방법은, 그래뉼 제조를 위한 재료로서 폐 LED 칩과 같은 부재로부터 전자 스크랩이 준비되는 단계(S100), 서브머지드아크로(SAF)에 전자 스크랩이 투입되어 금속이 용융되는 단계(S110), 고온으로 용융되어 생성된 금속 용탕에 대해 고압의 수분사가 이루어지는 단계(S120) 및 수분사로 인해 냉각되고 침전되어 조금속 그래뉼이 제조되는 단계(130)를 포함할 수 있다.

여기서 금속 용탕이 하부 바닥면에 일정 간격으로 배출구가 형성된 턴디시에 의해 출탕되고 고압 분사 노즐부(120) 및 펌프(220)에 의해 고압 수분사가 이루어짐으로써 조금속 그래뉼이 제조될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 그래뉼 제조 방법은 메쉬부(151a, 151b, 152a, 152b)를 통한 그래뉼 입자 선별 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 고압 분사 노즐부(120)를 통해 고압으로 배출되는 물의 재사용을 위해 냉각수 침전조(100)와 순환조(300)가 별도로 구성되었고, 순환조(300) 내부에는 격벽(330, 340)을 구성하여 순환되는 냉각수에 미세하게 있을수 있는 그래뉼을 침전 및 분리/회수할 수 있도록 구성되었다.

냉각수 순환 및 고압 분사 노즐에 냉각수를 공급하기 위해 공급 펌프(220)를 구성하였고, 펌프(220)의 입수부는 순환조(300)와 연통되어 순환조(300)에서 순환되는 물을 공급받고, 펌프(220)의 배출부는 고압 분사 노즐부(120)과 연통되어 냉각수를 고압의 물 흐름으로 분사하게 된다.

또한 공급 펌프(220)에 바이패스(By-pass)관(210)을 순환조(300)와 연통하여 구성함으로써, 펌프(220)의 압력을 조절할수 있도록 구성하였다.

지금까지 본 발명의 일 측면에 따른 그래뉼 제조장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 침전조
110: 침전조 몸체
120: 분사 노즐부
130: 턴디시
140: 경사판
150: 바닥부
151a, 151b: 제1 메쉬부
152a, 152b: 제2 메쉬부
200: 순환부
210: 바이패스관
211: 출수부
212: 입수부
220: 펌프
300: 순환조
310: 순환조 몸체
320: 제1 격벽
321: 제1 침전부
330: 제2 격벽
331: 제2 침전부
340: 제3 격벽
341: 제3 침전부

Claims (10)

1. 금속 용탕의 침전이 이루어지는 침전조;
   펌프가 구비되고, 일측이 상기 침전조와 연통되도록 형성된 연결부;
   상기 연결부의 타측과 연통되는 순환조;를 포함하고,
   상기 침전조는,
   분사 노즐부 및 상기 분사 노즐부 상부에 배치된 턴디시를 구비하고,
   상기 금속 용탕이 상기 턴디시에 의해 출탕되고 상기 분사 노즐부 및 상기 펌프에 의해 고압 수분사가 이루어짐으로써 조금속 그래뉼이 제조되며,
   상기 그래뉼로 제조된 금속 용탕이 침전되어 위치하는 바닥부를 더 포함하고,
   상기 턴디시의 하부 바닥면에는 고온의 금속 용탕에 일정하게 고압의 물 흐름에 출탕되도록 일정 간격으로 통공되어 배출구 역할을 수행하는 일정 간격으로 10mm 내지 30mm의 크기를 갖는 배출구가 형성되며,
   상기 바닥부는 서로 다른 메쉬 크기를 갖는 복수의 메쉬망을 포함하고,
   상기 분사 노즐부를 통해 고압으로 배출되는 물의 재사용을 위해 상기 침전조와 순환조가 별도로 구성되며,
   상기 순환조는,
   상기 침전조로부터 배출되어 순환되는 냉각수를 1차적으로 공급받는 제1 침전부, 상기 제1 침전부 상부의 순환되는 냉각수를 낙차를 통해 공급받는 제2 침전부, 상기 제2 침전부 상부의 순환되는 냉각수를 낙차를 통해 공급받고, 일면이 상기 펌프와 연통된 제3 침전부를 포함하며,
   상기 제1 침전부와, 상기 제2 침전부와, 상기 제3 침전부는 사이에는 각각 격벽이 형성되어 순환되는 냉각수에 남아있는 그래뉼이 침전, 분리, 회수될 수 있는,
   그래뉼 제조 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 분사 노즐부는 미세 고압 분사 노즐부로서, 수평 및 다층으로 구성된 미세 통공들을 구비하여 상기 연결부의 상기 펌프의 압력에 의해 고압의 유체 분사를 발생시키는,
   그래뉼 제조 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 펌프의 압력은 10 바(bar) 내지 100 바인,
   그래뉼 제조 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 분사 노즐부의 분사각(α)은 상기 침전조의 바닥면을 향해 5도 내지 10도 정도인,
   그래뉼 제조 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 침전조 내부에 경사판이 더 구비되며,
   상기 경사판은 상기 분사 노즐부로부터 고압으로 분사되는 유체가 상기 침전조 하부 측으로 흐르도록 배치되는,
   그래뉼 제조 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 침전조 하부에 바닥부가 더 구비되며,
   상기 바닥부는 메쉬(mesh)망 재질로 형성된,
   그래뉼 제조 장치.
   
8. 삭제
9. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 중 어느 한 항에 따르는 그래뉼 제조 장치를 사용한 그래뉼 제조 방법에 있어서,
   전자 스크랩이 준비되는 단계;
   서브머지드아크로(SAF)에 상기 전자 스크랩이 투입되어 금속이 용융되는 단계;
   고온으로 용융되어 생성된 금속 용탕에 대해 고압의 수분사가 이루어지는 단계; 및
   수분사로 인해 냉각되고 침전되어 조금속 그래뉼이 제조되는 단계를 포함하는,
   그래뉼 제조 방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    침전조 바닥부에 구비된 메쉬망에 의한 그래뉼 입자 선별 단계를 더 포함하는,
    그래뉼 제조 방법.

Images