KR102472565B1

KR102472565B1 - 티타늄 탈산 방법 및 탈산 장치

Info

Publication number: KR102472565B1
Application number: KR1020200159715A
Authority: KR
Inventors: 임재원; 채지광
Original assignee: 주식회사 엘오티아이
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-11-30
Also published as: KR20220072288A; WO2022114377A1

Abstract

본 발명은 티타늄 탈산 방법 및 탈산 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 티타늄 탈산 방법은 하나의 용기 내에, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 이루어지는 원 티타늄 재료, 및 탈산제를 분리되게 배치하는 장입단계; 및 상기 용기를 가열하는 가열단계;를 포함하되, 상기 탈산제는 칼슘과 마그네슘을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 탈산 공정을 용이하면서도 경제적으로 진행하는 것이 가능하다.

Description

티타늄 탈산 방법 및 탈산 장치{Deoxidation method and deoxidation apparatus for titanium}

본 발명은 티타늄 탈산 방법 및 탈산 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탈산제로서 칼슘과 마그네슘을 사용하여 탈산 공정을 용이하면서도 경제적으로 진행하는 것이 가능한 티타늄 탈산 방법 및 탈산 장치에 관한 것이다.

티타늄(Ti, Titanium)은 경량성, 내구성, 내식성이 매우 우수하여, 우주항공 분야, 해양기기 분야, 화학공업 분야, 원자력 발전 분야, 생체 의료 분야, 자동차 분야 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다.

상용의 티타늄은 대략 2,000ppm에서 10,000ppm 정도의 산소를 함유하고 있어, 고순도의 티타늄을 제조하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.

고순도의 티타늄을 제조하는 것과 관련된 종래기술 중의 하나로 등록번호 제10-1839471호의 '개선된 티타늄 탈산장치'가 있다.

상기 종래기술의 탈산장치는 상부가 개방된 내부용기; 상기 내부용기 내에서 티타늄을 수용하는 상측영역과 탈산제를 수용하는 하측영역을 분리시키며, 메쉬를 통해 증발된 탈산제가 상측영역에 수용된 티타늄과 접촉하도록 하는 분리용 거트; 및 상기 분리용 거트 상측에 배치되며 분리용 거트의 메쉬보다 작은 크기의 메쉬로 형성된 마이크로 시브;를 포함하여, 탈산제와 티타늄의 접촉을 촉진시킴으로써 고순도의 티타늄을 획득할 수 있도록 하였다.

그러나 상기한 종래기술을 포함한 일반적인 티타늄 탈산 관련 기술에서는 탈산제로서 칼슘을 사용하는데, 칼슘을 증기화 하기 위해서는 높은 온도가 필요하고 칼슘이 고가이기 때문에, 공정의 용이성 측면이나 경제성 측면에서 유리하지 못한 문제점이 있다.

KR

10-1839471

B1

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 탈산제로서 칼슘 외에 마그네슘을 함께 사용하여 공정의 용이성이나 경제성을 높일 수 있는 티타늄 탈산 방법 및 탈산 장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 하나의 용기 내에, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 이루어지는 원 티타늄 재료, 및 탈산제를 분리되게 배치하는 장입단계; 및 상기 용기를 가열하는 가열단계;를 포함하되, 상기 탈산제는 칼슘과 마그네슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법에 의해 달성된다.

상기 장입단계에서, 상기 칼슘과 상기 마그네슘은 서로 분리되게 배치될 수 있다.

본 발명에 의한 티타늄 탈산 방법은, 상기 장입단계 전에 진행되는 것으로서, 원 티타늄 재료를 수소화하는 수소화단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 티타늄 탈산 방법은, 상기 가열단계 후에 진행되는 것으로서, 상기 가열단계에서 만들어진 탈산 티타늄 재료를 세척하는 세척단계, 및 상기 탈산 티타늄 재료를 건조하는 건조단계를 더 포함할 수 있다.

상기 가열단계는, 700℃ ~ 840℃에서 진행될 수 있다.

상기 가열단계는, 30분 ~ 120분 동안 진행될 수 있다.

상기 마그네슘은 상기 칼슘의 질량 대비 0.1 ~ 0.6의 비율로 포함될 수 있다.

상기 탈산제는 상기 원 티타늄 재료의 질량 대비 0.4 ~ 0.6의 비율로 포함될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 용기; 상기 용기 내의 하단부에서 별도의 공간을 형성하는 칼슘 장입부와 마그네슘 장입부를 구비하는 탈산제 장입부; 및 상기 용기 내에서 상기 탈산제 장입부의 상부로 위치하는 티타늄 장입부;를 포함하는 티타늄 탈산 장치가 제공된다.

상기 티타늄 장입부는, 상단이 개방되고 벽면과 바닥면이 메쉬형으로 이루어지는 포트, 및 상기 포트를 상기 용기 내의 소정 위치에 고정하는 지그를 구비할 수 있다.

상기 지그의 상단은 상기 용기의 외측으로 연장될 수 있다.

본 발명에 의한 탈산 방법에 의하면, 티타늄의 탈산제로서 칼슘과 마그네슘을 함께 사용하기 때문에, 탈산을 위해 필요한 칼슘의 양을 줄일 수 있으므로 경제적으로 유리한 효과를 발휘하게 된다.

그리고 기존의 티타늄 탈산 방법을 사용하는 경우보다 용기를 낮은 온도로 가열하여 공정을 진행하는 것이 가능하므로, 공정의 용이성과 경제성을 높일 수 있다.

탈산 과정에서 탈산제를 구성하는 칼슘과 마그네슘을 서로 분리되게 배치하거나 원 티타늄 재료를 수소화한 상태에서 탈산 과정을 진행하면, 티타늄의 탈산 효율을 더 높여줄 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 티타늄 탈산 방법의 순서도,
도 2는 본 발명에 의한 티타늄 탈산 장치의 개략적인 구성도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.

도 1에는 본 발명에 의한 티타늄 탈산 방법의 순서도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 티타늄 탈산 방법에 의해 티타늄의 탈산 과정을 진행할 때 사용하는 티타늄 탈산 장치(1)가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 티타늄 탈산 방법은 장입단계(S20)와 가열단계(S30)를 포함한다.

장입단계(S20)에서는 하나의 용기(10) 내에 원 티타늄 재료와 탈산제를 분리하여 배치한다.

원 티타늄 재료는 티타늄 또는 티타늄 합금으로 이루어질 수 있으며, 티타늄 합금으로는 예를 들어, Ti-6Al-4V이 사용될 수 있다. 원 티타늄 재료는 후속의 가열단계(S30)에서 탈산제 증기와의 효과적인 반응을 위해 분말 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

원 티타늄 재료는 별도의 포트(31)에 담아 배치함으로써 탈산제와 분리되게 배치할 수 있다.

탈산제는 칼슘과 마그네슘을 포함할 수 있다.

탈산제는 원 티타늄 재료의 질량 대비 0.4 ~ 0.6, 바람직하게는 0.5의 비율로 장입될 수 있으며, 마그네슘은 칼슘의 질량 대비 0.1 ~ 0.6, 바람직하게는 0.25의 비율로 탈산제를 구성할 수 있다.

가열단계(S30)에서는 원 티타늄 재료와 탈산제가 장입된 상태의 용기(10)를 가열하여 탈산제가 증기 상태로 변화되도록 한다. 증기 상태의 탈산제는 원 티타늄 재료에 포함된 산소와 반응함으로써 원 티타늄 재료에서 산소를 제거한다.

원 티타늄 재료와 탈산제를 혼합된 상태로 장입할 경우 탈산된 티타늄 재료가 칼슘과 융착되어 분말형의 탈산 티타늄 재료를 회수하는 것이 곤란한데, 본 발명에서는 장입단계(S20)에서 원 티타늄 재료와 탈산제를 분리 장입하여 증기 상태의 탈산제가 원 티타늄 재료와 반응하므로 탈산 후 분말형의 탈산 티타늄 재료를 용이하게 회수하는 것이 가능하다.

가열단계(S30)는 용기(10) 내부를 5.5×10^-4 Torr 정도의 진공 상태로 만든 후 가열하여 진행될 수 있다.

본 발명에서는 탈산제로서 칼슘과 마그네슘을 함께 사용하기 때문에, 칼슘보다 낮은 온도에서 먼저 증기화된 마그네슘이 용기(10) 내에 잔존하는 산소를 제거할 수 있고, 이에 따라 후에 증기화된 칼슘이 원 티타늄 재료에서 산소를 제거하는 반응에만 사용될 수 있으므로 탈산을 위해 필요한 칼슘의 양을 줄일 수 있다.

마그네슘은 칼슘에 비해 1/5 정도의 가격을 가지기 때문에, 공정에 필요한 칼슘의 양이 줄어드는 것은 경제적으로 유리한 효과를 발휘하게 된다.

이 뿐만 아니라 먼저 증기화된 마그네슘은 칼슘에 고용됨으로써 칼슘의 융점(842℃)을 낮추어, 800℃ 정도에서 칼슘 증기에 의한 탈산이 가능하게 된다.

이에 따라, 용기(10)를 기존의 티타늄 탈산 방법을 사용하는 경우보다 낮은 온도로 가열하여 공정을 진행하는 것이 가능하므로, 공정의 용이성과 경제성을 높일 수 있다.

그리고 원 티타늄 재료와 탈산제는 용기(10) 내에서 서로 분리 배치되므로, 탈산된 티타늄을 회수하는 것이 용이하다.

장입단계(S20)에서 칼슘과 마그네슘은 서로 분리 배치될 수 있다.

마그네슘은 칼슘보다 융점이 낮아 먼저 용융되기 때문에 칼슘과 마그네슘을 혼합하여 배치하는 경우에는 먼저 용융된 마그네슘이 칼슘과 응집되어 마그네슘이 용기(10) 내부의 산소를 충분히 제거하지 못하게 됨으로써 탈산 효율이 감소할 수 있다. 그리고 칼슘 또한 증기화되기 어려워 탈산 효율이 떨어질 수 있다.

본 발명에서와 같이 칼슘과 마그네슘을 분리 배치하면, 칼슘과 마그네슘을 한 공정에서 함께 가열하더라도 증기 상태의 마그네슘이 칼슘과 반응하게 되어 마그네슘과 칼슘이 충분히 증기화되므로 티타늄에서 산소를 효과적으로 제거할 수 있다.

칼슘과 마그네슘은, 용기(10)에 서로 구분되는 별도의 공간을 형성하고 각 공간에 칼슘과 마그네슘을 나누어 배치함으로써 서로 분리 배치될 수 있다.

장입단계(S20) 전에는 수소화단계(S10)가 더 진행될 수 있다.

수소화단계(S10)에서는 원 티타늄 재료의 스크랩을 수소화로를 통해 열처리하여 수소화 티타늄 또는 수소화 티타늄 합금으로 만든다. 수소화단계(S10)는 6bar의 수소압, 700℃의 온도에서 2시간 동안 이루어질 수 있다.

가열단계(S30)에서 수소화된 원 티타늄 재료의 수소 성분은 용기(10) 내의 산소와 반응하여 수분이 됨으로써 용기(10) 내의 산소를 제거하는 역할을 하게 된다. 또한, 수소화된 원 티타늄 재료에서 가열에 의해 발생하는 수소에 의해 용기(10) 내의 압력이 높아지면, 용기(10) 내의 산소가 수소와 함께 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 증기화된 마그네슘과 칼슘의 거의 대부분이 티타늄의 산소를 제거하는 데 사용될 수 있다.

가열단계(S30) 후에는 세척단계(S40)와 건조단계(S50)가 더 진행될 수 있다.

가열단계(S30)에서 원 티타늄 재료의 산소와 칼슘 증기가 반응하면 CaO가 생성되고, 원 티타늄 재료가 탈산되어 만들어진 탈산 티타늄 재료의 표면에는 CaO가 부착된 상태로 남아있을 수 있다.

세척단계(S40)에서는 가열단계(S30)에서 만들어진 탈산 티타늄 재료를 용기(10)에서 꺼내어 세척한다. 탈산 티타늄 재료의 세척은 증류수에서 5분, 10%의 묽은 염산에서 5분간 이루어질 수 있다.

건조단계(S50)에서는 세척된 탈산 티타늄 재료를 건조하여 탈산 티타늄 재료 표면의 수분 등을 제거한다. 건조단계(S50)는 진공 오븐을 이용하여 70℃에서 2시간 동안 이루어질 수 있다.

가열단계(S30)는 700℃ ~ 840℃, 바람직하게는 800℃에서 진행될 수 있다.

표 1에는 가열단계(S30)의 온도별 탈산실험 결과가 나타나있다. 온도별 탈산실험에서는 원 티타늄 재료로서 Ti-6Al-4V 합금의 수소화 분말을 사용하였고, 탈산제를 구성하는 Ca와 Mg의 비율은 Ca : Mg = 4 : 1로 하였다.

Ti-6Al-4V 합금 수소화 분말의 산소 함량은 3,070ppm이었고, 저감률은 Ti-6Al-4V 합금 수소화 분말의 산소 함량을 기준으로 계산되었다.

가열단계(S30)가 600℃에서 진행되는 경우, 마그네슘의 증발이 일어나지 않아 용기(10) 내부의 산소를 제거하지 못하고, 칼슘의 증기 또한 생성되지 않아 오히려 원 티타늄 재료가 산화된다.

가열단계(S30)가 700℃에서 진행되는 경우, 마그네슘의 증발에 의해 용기(10) 내부의 산소가 제거되나, 칼슘 증기가 충분히 발생하지 않아 원 티타늄 재료의 탈산 반응이 충분히 일어나지 않으므로 탈산 효과가 미미하다.

가열단계(S30)가 800℃에서 진행되는 경우, 마그네슘 증기뿐만 아니라 칼슘 증기가 충분히 발생하여 매우 우수한 탈산 효과가 발휘된다. 가열단계(S30)를 800℃에서 진행한 후 탈산 티타늄 재료는 450ppm의 산소를 함유하는데, 이는 기존의 칼슘만을 이용하여 1,000℃ 상에서 이루어진 탈산 공정(등록특허 제10-1839471호가 적용된 공정)에 의한 탈산 티타늄 재료가 635ppm의 산소를 함유하는 것과 비교하였을 때 보다 우수한 탈산 효과를 발휘한다.

즉, 본 발명에 의한 티타늄 탈산 방법에 의하면, 가열단계(S30)를 기존보다 낮은 온도에서 진행하더라도 보다 높은 탈산 효과를 발휘할 수 있다.

마그네슘은 칼슘의 질량 대비 0.1 ~ 0.6, 바람직하게는 0.25의 비율로 포함될 수 있다.

표 2에는 칼슘과 마그네슘의 비율별 티타늄 수소화 분말의 탈산실험 결과가 나타나있고, 표 3에는 칼슘과 마그네슘의 비율별 티타늄 합금 수소화 분말의 탈산실험 결과가 나타나있다. 각 실험에서 가열단계(S30)는 800℃에서 진행되었고, 칼슘과 마그네슘의 비율별 티타늄 합금 수소화 분말의 탈산실험에서 티타늄 합금으로는 Ti-6Al-4V가 사용되었다.

원 재료인 티타늄 수소화 분말의 산소 함량은 2,960ppm이었고, 표 2의 저감률은 티타늄 수소화 분말을 분쇄하고 탈수소화한 후의 산소 함량을 기준으로 계산되었다. 그리고 원 재료인 Ti-6Al-4V 합금 수소화 분말의 산소 함량은 3,070ppm이었고, 표 3의 저감률은 Ti-6Al-4V 합금 수소화 분말의 산소 함량을 기준으로 계산되었다.

표 2에서와 같이, 칼슘과 마그네슘의 비율이 4:1인 경우(마그네슘이 칼슘의 질량 대비 0.25의 비율로 포함된 경우)에 티타늄 수소화 분말에 대한 탈산 효과가 가장 우수하다. 칼슘과 마그네슘의 비율을 4:1로 하여 탈산한 후의 티타늄 수소화 분말의 산소 함량인 500ppm은 티타늄의 이론적 탈산 한계에 가깝다.

이는 티타늄(Ti) 분말을 1,000℃에서 칼슘만으로 탈수소화하는 공정(등록특허 제10-1839471호, 제10-2041496호가 적용된 공정)을 통해 만들어진 티타늄의 산소 함량인 520ppm 보다도 낮으며, 티타늄 수소화물(TiH₂) 분말을 1,000℃에서 칼슘만으로 탈수소화하는 공정(출원특허 제10-2020-0043736호)을 통해 만들어진 티타늄의 산소 함량인 570ppm 보다도 낮은 수치이다.

한편, 표 2에서 칼슘의 비율이 줄어들수록 탈산 효과가 떨어지는 것을 통해, 티타늄의 산소 제거에 주로 영향을 미치는 것은 칼슘이라는 것을 확인할 수 있다.

표 3에서와 같이, Ti-6Al-4V 합금의 수소화 분말에 대한 탈산 효과 또한 칼슘과 마그네슘의 비율이 4:1인 경우에 가장 높은 것을 확인할 수 있다.

칼슘과 마그네슘의 비율을 4:1로 하여 탈산한 후 Ti-6Al-4V 합금의 산소 함량인 450ppm은, Ti-6Al-4V 합금의 수소화 분말을 1,000℃에서 칼슘만으로 탈수소화하는 공정(등록특허 제10-1839471호가 적용된 공정)을 통해 만들어진 Ti-6Al-4V 합금의 산소 함량인 635ppm 보다 확연히 낮다.

이하에서는 본 발명에 의한 티타늄 탈산 장치(1)에 대하여 설명한다. 본 발명에 의한 티타늄 탈산 장치(1)에 대해 설명하면서, 본 발명의 티타늄 탈산 방법에 대해 설명시 언급한 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다.

본 발명에 의한 티타늄 탈산 장치(1)는, 용기(10), 탈산제 장입부(20) 및 티타늄 장입부(30)를 포함한다.

용기(10)는 원 티타늄 재료와 탈산제가 장입되는 공간을 갖는 구성으로서, 상단이 개방된 본체(11)와 상기 본체(11)의 상단을 개폐하는 캡(12)으로 이루어질 수 있다. 용기(10)는 스테인리스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.

탈산제 장입부(20)는 용기(10) 내의 하단부에 위치하며, 칼슘이 장입되는 칼슘 장입부(21)와 마그네슘이 장입되는 마그네슘 장입부(22)가 별도의 공간을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 마그네슘 장입부(22)를 상단이 개방된 작은 용기 형태로 형성하여, 마그네슘 장입부(22) 외측의 공간을 칼슘 장입부(21)로 할 수 있다.

티타늄 장입부(30)는 원 티타늄 재료가 장입되는 구성으로서, 용기(10) 내에서 탈산제 장입부(20)의 상부로 위치한다. 티타늄 장입부(30)는 원 티타늄 재료가 증기화된 칼슘 등과 원활하게 접촉할 수 있도록 메쉬형의 바닥과 벽체를 가지는 용기 형태로 형성될 수 있다.

탈산제 장입부(20)와 티타늄 장입부(30) 또한 스테인리스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.

이러한 본 발명의 티타늄 탈산 장치(1)는 탈산제 장입부(20)가 별도의 공간을 형성하는 칼슘 장입부(21)와 마그네슘 장입부(22)를 구비하므로, 원 티타늄 재료의 탈산을 위해 원 티타늄 재료와 탈산제를 가열할 때 먼저 용융된 마그네슘에 의해 마그네슘과 칼슘이 응집되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 마그네슘보다 높은 온도에서 용융되는 칼슘이 효과적으로 증기화되는 것이 가능하다.

티타늄 장입부(30)는 포트(31)와 지그(32)를 구비할 수 있다.

포트(31)는 원 티타늄 재료가 장입되는 부분으로서, 상단이 개방되고 벽면과 바닥면이 메쉬형으로 이루어진다. 포트(31)의 벽면 등은 분말형의 원 티타늄 재료가 빠져나가지 않도록 원 티타늄 재료의 분말보다 작은 크기의 시브(sieve)로 이루어질 수 있다. 시브는 예를 들어, 325mesh로 형성될 수 있다.

지그(32)는 포트(31)를 용기(10) 내의 소정 위치에 고정하는 역할을 하는 하는 것으로서, 포트(31)가 안착되는 안착부(32a)와 상기 안착부(32a)를 용기(10) 내의 소정 위치에 고정하는 고정부(32b)로 이루어질 수 있다. 지그(32)는 칼슘 등의 증기가 포트(31) 내로 유입되는 것을 방해하지 않도록 얇은 프레임이나, 다수 개의 구멍을 가지는 판 부재로 이루어질 수 있다.

이처럼 티타늄 장입부(30)가 포트(31)와 지그(32)로 이루어지는 경우, 지그(32)를 통해 원 티타늄 재료가 탈산제와 직접 닿지 않도록 위치시킬 수 있으면서도, 원 티타늄 재료가 포트(31) 내에 위치하므로 분말 형태의 원 티타늄 재료를 용이하게 용기(10) 내에 장입하거나 용기(10)에서 꺼낼 수 있다.

지그(32)의 상단은 용기(10)의 외측으로 연장되는 것이 바람직하다. 이 경우, 탈산 과정 후 탈산 티타늄 재료를 용기(10) 밖으로 꺼낼 때 지그(32)에서 용기(10) 외측으로 연장된 부분을 잡고 들어올림으로써 작업을 용이하게 진행할 수 있다. 또한, 탈산 티타늄 재료를 용기(10) 밖으로 꺼내기 위해 장비 등을 용기(10) 내로 접근시킬 필요가 없으므로 작업 안전성의 측면에서도 유리하다.

예를 들어, 지그(32)는 고정부(32b)의 상단에 수평한 절곡부(32c)를 구비하고 상기 절곡부(32c)가 용기(10)의 본체(11)와 캡(12) 사이에 개재되도록 형성될 수 있으며, 절곡부(32c)의 단부는 본체(11)와 캡(12) 사이 공간의 외측까지 연장될 수 있다.

본 발명에 의한 티타늄 탈산 장치(1)는 상기한 것과 같은 구성 외에도, 무게추(40), 외부 용기(50)를 더 포함할 수 있다.

무게추(40)는 용기(10)의 캡(12) 위에 배치되는 것으로서, 용기(10)의 캡(12)에 하중을 가하여 가열단계(S30)에서 발생한 칼슘 증기, 마스네슘 증기, 수소 가스가 용기(10) 외부로 급격하게 누출되지 않도록 한다.

외부 용기(50)는 용기(10)를 전체적으로 감싸도록 형성되어 탈산 반응이 일어나는 용기(10)가 외부와 접촉하는 것을 방지한다.

외부 용기(50)는 하부 몸체(51), 상부 몸체(52) 및 핀(53)을 구비할 수 있다.

하부 몸체(51)는 평평한 판 형상으로 이루어지며, 그 상면에 용기(10)가 안착된다. 상부 몸체(52)는 뒤집어진 용기 형상으로 이루어지며 하부 몸체(51) 위에서 용기(10)를 감싸도록 위치한다. 하부 몸체(51)의 하단부에는 외측으로 절곡된 수평 절곡부(52a)가 형성되어 수평 절곡부(52a)와 하부 몸체(51)가 서로 밀착된다. 상부 몸체(52)의 수평 절곡부(52a)와 하부 몸체(51)가 접촉하는 부분은 최대한 평평하도록 연마되어, 상부 몸체(52)의 수평 절곡부(52a)와 하부 몸체(51)가 틈 없이 밀착될 수 있다. 이에 따라, 용기(10)가 가열될 때 외부 물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

핀(53)은 상부 몸체(52)의 수평 절곡부(52a)를 관통하여 하부 몸체(51)에 체결된다. 이러한 핀(53)은 용기(10)가 가열되면서 수소 가스나 탈산제의 증기가 발생하여 외부 용기(50)의 압력이 높아진 경우에 외부 용기(50)의 상부 몸체(52)가 위로 들리거나 이동하게 되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1 : 티타늄 탈산 장치
10 : 용기 20 : 탈산제 장입부
21 : 칼슘 장입부 22 : 마그네슘 장입부
30 : 티타늄 장입부 31 : 포트
32 : 지그

Claims

하나의 용기 내에, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 이루어지는 원 티타늄 재료, 및 탈산제를 분리되게 배치하는 장입단계; 및
상기 용기를 가열하는 가열단계;를 포함하되,
상기 탈산제는 칼슘과 마그네슘을 포함하며,
상기 가열단계는, 700℃ ~ 840℃에서 진행되는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법.
제1항에 있어서,
상기 장입단계에서, 상기 칼슘과 상기 마그네슘은 서로 분리되게 배치되는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법.
제1항에 있어서,
상기 장입단계 전에 진행되는 것으로서,
원 티타늄 재료를 수소화하는 수소화단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법.
제1항에 있어서,
상기 가열단계 후에 진행되는 것으로서,
상기 가열단계에서 만들어진 탈산 티타늄 재료를 세척하는 세척단계, 및
상기 탈산 티타늄 재료를 건조하는 건조단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가열단계는, 30분 ~ 120분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법.
제1항에 있어서,
상기 마그네슘은 상기 칼슘의 질량 대비 0.1 ~ 0.6의 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법.
제1항에 있어서,
상기 탈산제는 상기 원 티타늄 재료의 질량 대비 0.4 ~ 0.6의 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 방법.
용기;
상기 용기 내의 하단부에서 별도의 공간을 형성하는 칼슘 장입부와 마그네슘 장입부를 구비하는 탈산제 장입부; 및
상기 용기 내에서 상기 탈산제 장입부의 상부로 위치하는 티타늄 장입부;를 포함하며,
상기 용기는 탈산시 700℃ ~ 840℃로 가열되는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 장치.
제9항에 있어서,
상기 티타늄 장입부는,
상단이 개방되고 벽면과 바닥면이 메쉬형으로 이루어지는 포트, 및
상기 포트를 상기 용기 내의 소정 위치에 고정하는 지그를 구비하는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 장치.
제10항에 있어서,
상기 지그의 상단은 상기 용기의 외측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 티타늄 탈산 장치.