KR102220892B1 - 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법 - Google Patents

철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철 및 구리분진을 포함하는 폐 필터를 해체하는 제1단계; 상기 제1단계에서 발생하는 철 및 구리분진을 기계화학적 설비를 이용하여 분쇄하는 제2단계; 상기 제2단계에서 분쇄한 철분진 4 내지 40중량부, 구리분진 60 내지 96중량부에 가탄제를 첨가하여 교반하는 제3단계; 상기 제3단계에서 교반한 혼합물에 고체바인더를 1 내지 3중량부를 첨가하여 단광화하는 제4단계;로 이루어지는 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 폐 필터에 포집된 철 및 구리분진을 일련적인 단계를 통해서 단광으로 제조할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 폐기물인 필터에 포집된 철 및 구리분진을 유용자원으로 재활용할 수 있음은 물론 환경오염을 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 용선첨가제의 제조원가를 절감하여 생산효율 및 활용범위를 향상할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법{A method for producing single-phase light for charcoal additive using waste filter dust containing iron and copper components}
본 발명은 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철 및 구리성분이 포함된 폐 필터의 분진을 회수 및 가공하여 용선 첨가제용 단광으로 제조할 수 있도록 하는 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업현장에서 철 및 구리를 포함한 부품 및 구조물을 절단 및 가공하는 과정에서 발생하는 분진을 포집하기 위한 필터를 사용한다.
그러나 종래에는 필터와 함께 포집된 철과 구리분진을 회수 및 재활용하지 않고 그대로 폐기하는 문제를 갖게 되었다.
아울러 종래에는 필터를 열분해 하여 철과 구리성분을 회수하고 있으나, 이는 철과 구리성분의 순도가 좋지 못할 뿐 아니라 처리공정이 복잡하고 회수비용이 많이 소요되는 문제를 갖게 되었다.
또한, 종래에는 철과 구리성분을 회수하기 위하여 폐철 스크랩을 치환제로 하여 치환반응에 의하여 철과 구리를 석출하고 있으나, 이는 석출되는 철과 구리분말의 입도가 크고 얇은 판상형으로 유동성 및 압축성이 낮아서 사용효율 및 활용범위가 떨어지는 문제를 갖게 되었다.
따라서 폐기되는 필터에 포집된 철과 구리분진을 재활용하여 폐기물 발생량을 줄이고 경제적인 이익을 창출할 수 있는 방안이 절실히 요구되는 실정이다.
한국공개특허 제10-1999-0002539호(1999.01.15.) 한국등록특허 제10-0614888호(2006.08.25.) 한국공개특허 제10-2010-0016053호(2010.02.12.) 한국공개특허 제10-2012-0032327호(2012.04.05.) 한국공개특허 제10-2015-0029246호(2015.03.18.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 폐 필터 내에 포집된 철과 구리분진을 일련적인 단계를 통해서 회수 및 단광으로 제조하여 용선 첨가제용으로 활용할 수 있는 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법은,
철 및 구리분진을 포함하는 폐 필터를 해체하는 제1단계;
상기 제1단계에서 발생하는 철 및 구리분진을 기계화학적 설비를 이용하여 분쇄하는 제2단계;
상기 제2단계에서 분쇄한 철분진 4 내지 40중량부, 구리분진 60 내지 96중량부에 가탄제를 첨가하여 교반하는 제3단계;
상기 제3단계에서 교반한 혼합물에 고체바인더를 1 내지 3중량부를 첨가하여 단광화하는 제4단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 기계화학적 설비는 상부에 투입구를 구비하고 하부에 배출구를 구비하는 제1본체; 상기 제1본체의 내측 상부에 서로 맞닿아 회전하여 혼합물을 분쇄하는 한 쌍의 1차 분쇄롤러; 상기 제1본체의 내측 중간에 서로 맞닿아 회전하되 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 혼합물을 2차 분쇄하는 한 쌍의 2차 분쇄롤러; 상기 제1본체의 내측 하부에 형성하여 분쇄물을 입도별로 선별하는 메쉬망; 상기 배출구와 연결하여 상기 메쉬망을 통과하는 분쇄물을 저장하는 저장탱크; 상기 제1본체의 일측에 연결하여 상기 메쉬망을 통과하지 못하는 분쇄물을 공급받는 제2본체; 상기 제2본체의 내측에 삽입하여 분쇄물과 충돌하여 분쇄하는 다수개의 분쇄볼; 상기 분쇄볼을 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출공; 상기 제2본체의 일측에 연결하여 상기 배출공을 통과하는 분쇄물을 공급받는 제3본체; 상기 제3본체의 내측면과 맞닿아 회전하면서 분쇄물을 분쇄하는 분쇄롤러; 상기 분쇄롤러를 회전시키는 구동부; 상기 제3본체의 하부에 형성하여 상기 분쇄롤러를 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출구; 상기 제1본체와 제3본체의 외측에 각각 형성하는 탄성체; 상기 탄성체의 외측에 결합하는 지지구; 상기 지지구의 하부를 지지하여 상하로 이동시키는 진동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 메쉬망의 일측은 상기 제1본체의 내부 일측에 형성하는 회동축을 중심으로 상하방향으로 회전하고, 타측은 상기 제1본체의 내부 타측에 형성하는 스프링과 연결하는 것을 특징으로 한다.
특히 상기 제3본체의 내측면에는 분쇄판을 형성하여 상기 분쇄롤러와 맞닿을 수 있도록 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 진동유닛은 상부와 하부에 상기 지지구의 하부를 지지하기 위한 지지롤러를 각각 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폐 필터에 포집된 철 및 구리분진을 일련적인 단계를 통해서 단광으로 제조할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 폐기물인 필터에 포집된 철 및 구리분진을 유용자원으로 재활용할 수 있음은 물론 환경오염을 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 용선첨가제의 제조원가를 절감하여 생산효율 및 활용범위를 향상할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법의 실시예를 나타내기 위한 공정도.
도 2는 본 발명에서 기계화학적 설비의 구조를 나타내기 위한 단면도.
이하에서는 본 발명 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 철 및 구리분진을 포함하는 폐 필터를 해체하는 제1단계;
상기 제1단계에서 발생하는 철 및 구리분진을 기계화학적 설비를 이용하여 분쇄하는 제2단계;
상기 제2단계에서 분쇄한 철분진 4 내지 40중량부, 구리분진 60 내지 96중량부에 가탄제를 첨가하여 교반하는 제3단계;
상기 제3단계에서 교반한 혼합물에 고체바인더를 1 내지 3중량부를 첨가하여 단광화하는 제4단계;로 이루어진다.
1) 이하 상기 제1단계 및 제2단계를 설명한다.
폐 필터를 지그 또는 클램프를 이용하여 양측을 고정한 상태에서 절단기를 이용하여 폐 필터의 일측을 절단한 후 절단부분이 하부방향으로 위치하도록 회전시켜 폐 필터의 내부에 포집된 철 및 구리분진을 배출시킬 수 있다.
특히 지그 또는 클램프의 일측에 진동유닛을 포함하여 강한 진동으로 철 및 구리분진을 폐 필터의 외부로 원활하게 배출시킬 수 있다.
이때 철 및 구리분진은 사이클론설비를 이용하여 철 및 구리분진의 비중차이를 이용하여 회수한다.
아울러 철 분진의 경우 자력선별기를 이용하여 회수할 수 있다.
특히 상기 자력선별기는 1000 내지 2000 가우스 범위로 설정함이 바람직한데, 이는 1000가우스 이하일 경우에는 자력 세기가 약하여 철 분진을 원활하게 회수할 수 없으며, 반대로 2000가우스 초과일 경우에는 자력 세기가 너무 강하여 철 분진은 물론 필터가 달라붙게 되어 철 분진만을 원활하게 회수할 수 없게 된다.
한편, 상기 기계화학적 설비(100)는 철 및 구리분진을 분쇄시켜 표면적을 증가시켜 교반 과정에서 화학 반응 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 상기 기계화학적 설비(100)는 도 2에 도시한 바와 같이 상부에 철 및 구리분진을 투입하기 위한 투입구(111)를 구비하고 하부에 배출구(112)를 구비하는 제1본체(110); 상기 제1본체(110)의 내측 상부에 서로 맞닿아 회전하여 혼합물을 분쇄하는 한 쌍의 1차 분쇄롤러(113); 상기 제1본체(110)의 내측 중간에 서로 맞닿아 회전하되 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 혼합물을 2차 분쇄하는 한 쌍의 2차 분쇄롤러(114); 상기 제1본체(110)의 내측 하부에 형성하여 분쇄물을 입도별로 선별하는 메쉬망(115); 상기 배출구(112)와 연결하여 상기 메쉬망(115)을 통과하는 분쇄물을 저장하는 저장탱크(118); 상기 제1본체(110)의 일측에 연결하여 상기 메쉬망(115)을 통과하지 못하는 분쇄물을 공급받는 제2본체(120); 상기 제2본체(120)의 내측에 삽입하여 분쇄물과 충돌하여 분쇄하는 다수개의 분쇄볼(121); 상기 분쇄볼(121)을 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출공(122); 상기 제2본체(120)의 일측에 연결하여 상기 배출공(122)을 통과하는 분쇄물을 공급받는 제3본체(130); 상기 제3본체(130)의 내측면과 맞닿아 회전하면서 분쇄물을 분쇄하는 분쇄롤러(131); 상기 분쇄롤러(131)를 회전시키는 구동부(132); 상기 제3본체(130)의 하부에 형성하여 상기 분쇄롤러(131)를 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출구(133); 상기 제1본체(110)와 제3본체(130)의 외측에 각각 형성하는 탄성체(141); 상기 탄성체(141)의 외측에 결합하는 지지구(140); 상기 지지구(140)의 하부를 지지하여 상하로 이동시키는 진동유닛(150);을 포함한다.
이때 상기 제1본체(110)는 내부로 투입하는 철 및 구리분진이 상기 1차 분쇄롤러(113)와 2차 분쇄롤러(114)를 순차적으로 통과하면서 미세한 분말형태로 분쇄작업을 진행한다.
특히 상기 1차 분쇄롤러(113)는 외경이 매끄러운 형태로 철 및 구리분진을 분쇄하고, 상기 2차 분쇄롤러(114)는 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 철 및 구리분진의 분쇄효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 메쉬망(115)은 철 및 구리분진을 입도별로 선별하기 위한 수단으로, 상기 메쉬망(115)을 통과하는 분쇄물은 상기 저장탱크(118)로 공급하고, 입도가 커서 통과하지 못한 분쇄물은 상기 제2본체(120)의 내측으로 공급할 수 있다.
여기서 상기 메쉬망(115)의 일측은 상기 제1본체(110)의 내부 일측에 형성하는 회동축(116)을 중심으로 상하방향으로 회전하고, 타측은 상기 제1본체(110)의 내부 타측에 형성하는 스프링(117)과 연결하여 상기 메쉬망(115)이 상하로 흔들리면서 분쇄물을 입도별로 원활하게 선별할 수 있다.
한편, 상기 제2본체(120)의 내측으로 공급하는 철 및 구리분진이 다수개의 상기 분쇄볼(121)과 충돌하면서 분쇄된다.
이때 상기 분쇄볼(121)의 지름은 분쇄효율에 따라서 다양한 지름을 갖도록 형성할 수 있다.
이렇게 철 및 구리분진은 상기 배출공(122)을 통과하여 상기 제3본체(130)의 내측으로 공급한다.
특히 상기 제3본체(130)의 내측으로 공급하는 철 및 구리분진은 회전하는 상기 분쇄롤러(131)의 외경과 상기 제3본체(130)의 내측면의 사이를 통과하면서 미세하게 분쇄됨과 동시에 표면적이 증가하여 에너지 활성화가 이루어진다.
이때 상기 제3본체(130)의 내측면에는 분쇄판(134)을 형성하여 상기 분쇄롤러(131)와 맞닿을 수 있도록 구비할 수 있다.
아울러 상기 진동유닛(150)은 상기 제1본체(110)와 제3본체(130)의 외측에 각각 형성하는 탄성체(141) 및 지지구(140)를 상하로 이동시켜 진동을 유발함으로써 분쇄효율을 향상시킬 수 있다.
이때 상기 탄성체(141)는 스프링 등을 사용하여 상기 진동유닛(150)의 작동으로 상하 및 좌우로 흔들릴 수 있도록 유도한다.
여기서 상기 진동유닛(150)은 상부와 하부에 상기 지지구(140)의 하부를 지지하기 위한 지지롤러(151,152)를 각각 형성하여 상기 캠(150)을 회전시켜 상기 지지롤러(151,152)의 위치에 따라서 상기 지지구(140)를 상하로 이동시킬 수 있다.
이때 상기 지지롤러(151,152)는 서로 지름을 다르게 형성하여 상기 캠(150)의 회전작동에 따라서 상기 지지구(140)를 상하로 이동시키는 위치를 다르게 설정할 수 있다.
2) 이하 상기 제3단계를 설명한다.
상기 제2단계에서 회수한 철분진 4 내지 40중량부, 구리분진 60 내지 96중량부를 가탄제와 함께 교반기에 투입하여 교반함으로써 탄소량을 조절할 수 있다.
여기서 상기 가탄제는 흑연 등을 사용할 수 있다.
특히 상기 가탄제는 0.1 내지 3중량부를 혼합하는데, 0.1중량부 미만으로 첨가하는 경우 단광의 초기강도가 기준치에 미치지 못하고, 3중량부를 초과하여 탄소량이 미비하여 탄소량을 적절하게 조절할 수 없다.
3) 이하 상기 제4단계를 설명한다.
상기 제3단계에서 교반된 혼합물에 고체바인더를 1 내지 3중량부를 첨가하여 단광화하는 제4단계;로 이루어진다.
여기서 상기 고체바인더는 단광으로 성형하는 결합력을 높이기 위해서 액상당밀 또는 소석회를 사용한다.
이때 상기 액상당밀은 초기강도를 향상시키고, 상기 소석회는 함량에 따라 단광의 압축강도를 향상시킬 수 있다.
특히 상기 교반된 혼합물 100중량부에 대하여 고체바인더를 1중량부 미만으로 첨가하는 경우 단광의 초기강도가 기준치에 미치지 못하고, 3중량부를 초과하여 첨가하는 경우 단광의 성형과정에서 탈형이 어려워진다.
아울러 단광화를 하기 위한 단광(브리켓, briquet)장치는 성형포켓을 갖는 두 개의 인접한 성형롤이 서로 반대 방향으로 회전하여 한 쌍의 성형롤 사이로 투입된 철 및 구리분진이 압축된다.
이렇게 압축된 단광은 건조로에 투입하여 8시간 이상 저장 건조됨으로써 압축강도가 더욱 향상될 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시한 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시한 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 포함되는 것은 당연하다.
100: 기계화학적 설비
110: 제1본체 111: 투입구
112: 배출구 113: 1차 분쇄롤러
114: 2차 분쇄롤러 115: 메쉬망
116: 회동축 117: 스프링
118: 저장탱크
120: 제2본체 121: 분쇄볼
122: 배출공
130: 제3본체 131: 분쇄롤러
132: 구동부 133: 배출구
134: 분쇄판
140: 지지구 141: 탄성체
150: 진동유닛 151, 152: 지지롤러

Claims (5)

  1. 철 및 구리분진을 포함하는 폐 필터를 지그 또는 클램프를 이용하여 양측을 고정한 상태에서 절단기를 이용하여 폐 필터의 일측을 절단한 후 절단부분이 하부방향으로 위치하도록 회전시켜 폐 필터의 내부에 포집된 철 및 구리분진을 배출시키고 지그 또는 클램프의 일측에 진동유닛을 포함하여 강한 진동으로 철 및 구리분진을 폐 필터의 외부로 원활하게 배출시켜 폐 필터를 해체하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 발생하는 철 및 구리분진을 기계화학적 설비를 이용하여 분쇄하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 분쇄한 철분진 4 내지 40중량부, 구리분진 60 내지 96중량부에 가탄제를 첨가하여 교반하는 제3단계;
    상기 제3단계에서 교반한 혼합물에 고체바인더를 1 내지 3중량부를 첨가하여 단광화하는 제4단계;로 이루어지되,
    상기 기계화학적 설비는 상부에 투입구를 구비하고 하부에 배출구를 구비하는 제1본체; 상기 제1본체의 내측 상부에 서로 맞닿아 회전하여 혼합물을 분쇄하는 한 쌍의 1차 분쇄롤러; 상기 제1본체의 내측 중간에 서로 맞닿아 회전하되 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 혼합물을 2차 분쇄하는 한 쌍의 2차 분쇄롤러; 상기 제1본체의 내측 하부에 형성하여 분쇄물을 입도별로 선별하는 메쉬망; 상기 배출구와 연결하여 상기 메쉬망을 통과하는 분쇄물을 저장하는 저장탱크; 상기 제1본체의 일측에 연결하여 상기 메쉬망을 통과하지 못하는 분쇄물을 공급받는 제2본체; 상기 제2본체의 내측에 삽입하여 분쇄물과 충돌하여 분쇄하는 다수개의 분쇄볼; 상기 분쇄볼을 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출공; 상기 제2본체의 일측에 연결하여 상기 배출공을 통과하는 분쇄물을 공급받는 제3본체; 상기 제3본체의 내측면과 맞닿아 회전하면서 분쇄물을 분쇄하는 분쇄롤러; 상기 분쇄롤러를 회전시키는 구동부; 상기 제3본체의 하부에 형성하여 상기 분쇄롤러를 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출구; 상기 제1본체와 제3본체의 외측에 각각 형성하는 탄성체; 상기 탄성체의 외측에 결합하는 지지구; 상기 지지구의 하부를 지지하여 상하로 이동시키는 진동유닛;을 포함하되, 상기 메쉬망의 일측은 상기 제1본체의 내부 일측에 형성하는 회동축을 중심으로 상하방향으로 회전하고, 타측은 상기 제1본체의 내부 타측에 형성하는 스프링과 연결하며, 상기 제3본체의 내측면에는 분쇄판을 형성하여 상기 분쇄롤러와 맞닿을 수 있도록 구비하고, 상기 진동유닛은 상부와 하부에 상기 지지구의 하부를 지지하기 위한 지지롤러를 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 철과 구리성분이 포함된 폐 필터분진을 이용한 용선 첨가제용 단광 제조방법.
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