KR102678869B1 - manufacturing apparatus of copper foil for anode materials - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음극재용 동박 소재 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 음극재용 동박 소재 제조 장치는, 정련된 동이 용융된 용융체가 내부에 임시 수용되도록 상부가 개방된 캐비티(11)가 내부에 형성되어 있으며, 측벽면에는 캐비티(11)에 임시 수용된 용융체가 토출되기 위한 토출구(12)가 형성되어 있는 턴디시(10)와; 상기 턴디시(10) 하부에 연결된 채 상기 턴디시(10)를 수평 회전시켜 상기 토출구(12)를 통해 토출되는 용융체로 하여금 턴디시(10) 주변에 방사상으로 토출시키는 회전구동장치(20)와; 기 턴디시(10)의 하부에 위치하고, 상부가 개방되어 있으며, 상기 턴디시(10)의 외경보다 큰 내경을 가져 상기 토출구(12)에서 방사상으로 토출되는 용융체가 내부로 수용되는 상부냉각공간(31a)이 내부에 형성되어 있는 원통형의 상부케이스(31)와, 상기 상부케이스(31)의 하부에 연결된 채 하방으로 갈수록 점차 내경이 작아지는 원추형의 형상을 취해 수용공간(21)에서 낙하되는 융용체의 낙하를 가이드하는 하부냉각공간(32a)이 형성되어 있고, 하부 중앙에는 용융체가 배출되는 배출구(32b)가 형성되어 있는 하부케이스(32)와, 상기 상부케이스(31)의 하부 둘레를 따라 일정 간격을 두고 설치되어 있으며 제1냉각수공급관(33a)을 통해 외부로부터 냉각수를 공급받아 상부냉각공간(31a)에 냉각수를 분사하도록 이루어져 있되, 설치 위치의 반대편 상부케이스(31) 상측 벽면을 향해 상향 경사지게 설치되어 있어 토출구(12)에서 토출되어 낙하하는 용융체와 냉각수를 접촉시켜 용융체를 급속 냉각시키고, 상부냉각공간(31a) 내부에 냉각수의 상향 흐름을 유도하여 용융체와 접촉하여 가열된 냉각수로 하여금 상부케이스(31)의 상단 벽면을 넘어 배출되도록 하는 다수 개의 냉각수분사노즐(33)로 구성되어 있는 내부냉각탱크(30)와; 내주면이 상기 내부냉각탱크(30)와 이격되어 내부냉각탱크(30)와의 사이로 외부냉각공간(41)을 형성하고, 일측에는 냉각수가 공급되는 제2냉각수공급관(42)이 연결되어 상기 분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수와 함께 상하부 온도 차이에 의해 외부냉각공간(41) 내부에는 하향의 냉각수 흐름을 유도하고, 하부냉각공간(32a) 내부에는 상향의 냉각수 흐름을 유도하는 외부냉각탱크(40)와; 일측은 상기 배출구(32b)의 하부에 위치하고, 타측은 일측으로부터 상향 경사지게 연장되어 외부냉각탱크(40) 외측으로 돌출되어 내부냉각탱크(30)에서 냉각되어 제조된 동박소재를 이송시키는 이송컨베이어(50);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 고순도의 밀베리 대신 저순도의 일반 동을 사용하여 동박용 소재를 제조할 수 있도록 하되, 턴디시의 회전에 의해 토출구로부터 용융체가 방사상으로 토출되도록 하고 토출된 용융체는 연속으로 공급되는 냉각수와의 접촉을 통해 냉각되어 동박 소재로 제조되도록 하여 충돌판 충돌 방식에 비해 벌크 밀도 및 결정립 크기 변화 폭이 적어 품질이 균일한 동박 소재를 제조할 수 있게 된다. 이러한 방식에 따라 공급되는 냉각수의 온도를 특정 온도로 설정함으로써 결정립의 크기를 조절하고, 벌크 밀도를 조절할 수 있게 된다. 또, 열교환탱크를 이용하여 열교환시켜 냉각수를 공급하므로 전력 소모를 줄일 수 있다.
The present invention relates to an apparatus for manufacturing copper foil material for anode materials.
The apparatus for manufacturing copper foil material for an anode material of the present invention has a cavity 11 with an open top formed therein to temporarily accommodate the molten refined copper therein, and the molten material temporarily accommodated in the cavity 11 is formed on the side wall. a tundish (10) having a discharge port (12) for discharge; A rotation drive device (20) connected to the lower part of the tundish (10) and horizontally rotating the tundish (10) to discharge the molten material discharged through the discharge port (12) radially around the tundish (10). ; It is located in the lower part of the tundish 10, the upper part is open, and the upper cooling space has an inner diameter larger than the outer diameter of the tundish 10 and accommodates the molten material radially discharged from the discharge port 12 ( 31a) is connected to the cylindrical upper case 31 formed inside, and the lower part of the upper case 31, and takes the shape of a cone with an inner diameter gradually decreasing as it goes downward, and falls from the receiving space 21. A lower case 32 is formed with a lower cooling space 32a to guide the fall of the melt, and an outlet 32b through which the melt is discharged is formed in the lower center, and along the lower circumference of the upper case 31. It is installed at regular intervals and is configured to receive coolant from the outside through the first coolant supply pipe (33a) and spray the coolant into the upper cooling space (31a), upward toward the upper wall of the upper case (31) opposite the installation location. It is installed at an angle to rapidly cool the melt by contacting the coolant with the molten material discharged from the discharge port 12 and falling, and induces an upward flow of the coolant inside the upper cooling space (31a), causing the coolant heated in contact with the melt to flow to the upper part. An internal cooling tank (30) consisting of a plurality of coolant spray nozzles (33) that allow the coolant to be discharged beyond the upper wall of the case (31); The inner peripheral surface is spaced apart from the internal cooling tank 30 to form an external cooling space 41 between the internal cooling tank 30, and a second coolant supply pipe 42 through which coolant is supplied is connected to one side of the spray nozzle ( The external cooling tank 40 induces a downward coolant flow inside the external cooling space 41 and an upward coolant flow inside the lower cooling space 32a due to the upper and lower temperature difference along with the coolant sprayed from 33). and; One side is located at the lower part of the outlet (32b), and the other side extends upward from one side and protrudes outside the external cooling tank (40), and is a transfer conveyor (50) that transfers the copper foil material cooled and manufactured in the internal cooling tank (30). ); It is composed of:
According to the present invention, it is possible to manufacture a material for copper foil using low-purity ordinary copper instead of high-purity wheat berry, and the melt is discharged radially from the discharge port by rotation of the tundish, and the discharged melt is continuously supplied. It is cooled through contact with coolant and manufactured into a copper foil material, making it possible to manufacture copper foil material of uniform quality with less change in bulk density and grain size compared to the collision plate impact method. By setting the temperature of the coolant supplied according to this method to a specific temperature, it is possible to control the size of the crystal grains and the bulk density. In addition, power consumption can be reduced by supplying coolant through heat exchange using a heat exchange tank.

Description

음극재용 동박 소재 제조 장치{manufacturing apparatus of copper foil for anode materials}Apparatus for manufacturing copper foil material for cathode material {manufacturing apparatus of copper foil for anode materials}

본 발명은 2차전지의 음극재용 동박을 제조함에 있어서, 고순도의 밀베리가 아닌 저순도의 일반 동을 사용하여 제조하되, 냉각탱크 내에서 냉각수의 흐름을 상향 월류 방식으로 적용함으로써 냉각수 소요량을 최소화하면서 냉각이 원할히 이루어지도록 하여 생산성을 향상시키고, 균일한 품질의 동박소재를 제조할 수 있도록 한, 음극재용 동박 소재 제조 장치에 관한 것이다.In the present invention, when manufacturing copper foil for anode materials of secondary batteries, low-purity general copper is used instead of high-purity wheatberry, and the coolant consumption is minimized by applying the upward overflow method to the flow of coolant in the cooling tank. It relates to a copper foil material manufacturing device for anode materials that improves productivity by ensuring smooth cooling while manufacturing copper foil material of uniform quality.

최근 환경 규제가 강화되고, 전기차에 대한 수요 증가에 따라 동박의 중요성이 커지고 있는 실정이다.Recently, the importance of copper foil is increasing as environmental regulations are strengthened and demand for electric vehicles increases.

전지박으로도 불리우는 동박은전기차에 사용되는 2차전지의 핵심 소재로 꼽히고 있다. 2차전지용 동박은 배터리에서 발생한 열을 외부로 방출하고 전극의 형상을 유지하는 지지체 역할을 하기 때문에 전기차 배터리의 핵심 부품으로 꼽힌다. 특히 동박은 전기배터리의 4대 핵심소재(양극재, 음극재, 분리막, 전해액)인 음극재에 들어가는 얇은 막으로 활용된다.Copper foil, also called battery foil, is considered a key material for secondary batteries used in electric vehicles. Copper foil for secondary batteries is considered a key component of electric vehicle batteries because it dissipates heat generated from the battery to the outside and serves as a support to maintain the shape of the electrode. In particular, copper foil is used as a thin film for the cathode material, which is the four core materials of electric batteries (anode material, cathode material, separator, and electrolyte).

여기서, 2차전지의 용량 증가를 위해서는 단위면적당 에너지 밀도가 높아져야 하고, 이를 위해 동박의 두께를 얇게 만들어 단위 부피당 면적은 더 넓게, 무게는 더 작게 만들어야 효율적이다.Here, in order to increase the capacity of the secondary battery, the energy density per unit area must be increased, and for this, it is efficient to make the thickness of the copper foil thin so that the area per unit volume is larger and the weight is smaller.

이러한 동박은 크게 롤 압연 방식과 전해 방식을 사용하여 제조되는데, 롤 압연 방식은 두께가 얇아질수록 생산비가 증가하는 단점이 있어 일반적으로 전기 분해를 통해 구리를 도금시키는 방식인 전해 방식을 주료 사용하여 2차전지용 동박을 제조하고 있다.This copper foil is largely manufactured using the roll rolling method and the electrolytic method. The roll rolling method has the disadvantage that production costs increase as the thickness becomes thinner, so the electrolytic method, which is a method of plating copper through electrolysis, is mainly used. We manufacture copper foil for secondary batteries.

이때, 전해 방식을 사용한 2차전지용 동박은 일반적으로 전기동이나 밀베리급 고급 동스크랩 등을 수급하고, 이를 주조 방식이나, 주조와 압연을 결합한 방식이나, 주조와 압연 및 신선을 결합한 방식 등을 통해 선재로 제조하고, 제조된 선재를 세척 및 절단한 후 이를 전해액인 황산 용액에 용해시킴으로써 제조될 수 있다.At this time, copper foil for secondary batteries using the electrolytic method is generally supplied from electrolytic copper or Millbury-grade high-quality copper scrap, and is manufactured through a casting method, a method combining casting and rolling, or a method combining casting, rolling, and wire drawing. It can be manufactured by making a wire rod, washing and cutting the produced wire rod, and then dissolving it in a sulfuric acid solution, which is an electrolyte.

그러나, 절단된 선재는 압연, 신선, 절단 공정에 의해 제조되고, 압연 및 신선시 압연유 및 신선유 등의 기름 성분에 노출되어 탈지를 위한 세척 공정이 필수적으로 필요하며, 공정이 복잡하여 동박의 비용이 증가하게 되고, 원재료인 전기동 또는 밀베리급 고급 동스크랩의 공급이 원할하지 않은 문제가 있다.However, cut wire rods are manufactured through rolling, drawing, and cutting processes. During rolling and drawing, they are exposed to oil components such as rolling oil and drawing oil, so a cleaning process for degreasing is essential, and the process is complicated, so the cost of copper foil is high. As this increases, there is a problem with the supply of raw materials such as electrolytic copper or wheatberry-grade high-quality copper scrap.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "전해동박용 부정형 구리 소재 및 이의 제조 방법"(한국 등록특허공보 제10-2521234호, 특허문헌 1)에는 구리 원재료를 용융시킨 후 물이 담기 수조 위에 구비된 충돌판 위로 낙하시켜 미립자 형태로 분산시켜 물속으로 침전시켜 평균 결정립 크기 50 ~ 300㎛, 벌크밀도 1.0 ~ 3.0g/㎤인 전해동박용 부정형 구리 소재를 제조하는 기술이 공개되어 있다.As a technology to solve this problem, "Irregular copper material for electrolytic copper foil and method of manufacturing the same" (Korean Patent Publication No. 10-2521234, Patent Document 1) describes a collision device provided on a water tank after melting the copper raw material. A technology has been disclosed to produce an irregular copper material for electrolytic copper foil with an average grain size of 50 to 300 ㎛ and a bulk density of 1.0 to 3.0 g/cm3 by dropping it on a plate, dispersing it in the form of fine particles, and precipitating it in water.

특허문헌 1에서는 50㎛ 미만의 결정립 크기를 가질 경우 높은 결정립계 밀도로 표면의 부동태화가 가속될 수 있다고 판단하였으며, 이로 인해 수조 내의 물은 이미 충돌판에 의해 미립자 형태로 분산된 용융 구리를 굳히는 용도로 사용하였다.In Patent Document 1, it was determined that when the grain size is less than 50㎛, surface passivation can be accelerated due to the high grain boundary density. As a result, the water in the water tank is used to solidify the molten copper that has already been dispersed in the form of fine particles by the impingement plate. used.

이는 용융 구리로 하여금 낮은 온도의 물과 접촉시키게 되면 결정립 크기를 작아지게 하는 것과 연관된 것으로 판단된다.This is believed to be related to the fact that the crystal grain size decreases when molten copper comes into contact with low-temperature water.

즉, 벌크 밀도의 컨트롤은 충돌판을 통해서 달성하고, 평균 결정립 크기는 낮지 않은 수조 내의 물 온도로 컨트롤한 것으로 보인다.In other words, it appears that the bulk density was controlled through a collision plate, and the average grain size was controlled by the water temperature in the water tank, which was not low.

하지만, 대규모 연속 생산의 경우 충돌판에 기 충돌된 용융 구리의 잔여물이 남아 있어 충돌판의 형상, 배치 등에 변화가 발생하게 되어 벌크 밀도의 변화가 발생할 수 밖에 없다.However, in the case of large-scale continuous production, residues of previously collided molten copper remain on the collision plate, causing changes in the shape and arrangement of the collision plate, which inevitably lead to changes in bulk density.

또, 제조가 완료된 동박소재를 기준으로 할 때 수조 내 물의 온도가 계속 변하기 때문에 결정립 크기가 계속 변하게 되어 품질의 균일성이 떨어지는 문제점도 있다.In addition, based on the copper foil material that has been manufactured, the temperature of the water in the water tank continues to change, so the grain size continues to change, resulting in poor quality uniformity.

뿐만 아니라 용융 동박이 물과 접촉하게 되면 다량의 수증기가 발생하여 수증기 폭발 현상이 발생하게 되며 이때 기공이 발생하고 다수의 뿔을 갖는 형상으로 굳어지게 되어 표면적이 증가한 채 굳어지게 되는데, 물의 온도가 높을수록 이러한 현상이 적게 발생하게 되어 벌크 밀도가 가변되는 것은 물론, 벌크 밀도가 커지는 문제점도 있다.In addition, when the molten copper foil comes in contact with water, a large amount of water vapor is generated, causing a water vapor explosion. At this time, pores are generated and hardened into a shape with multiple horns, increasing the surface area. The temperature of the water is high. As this phenomenon occurs less often, the bulk density changes, and there is also the problem that the bulk density increases.

KR 10-2521234 (2023.04.10)KR 10-2521234 (2023.04.10)

본 발명의 음극재용 동박 소재 제조 장치는 상기한 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 고순도의 밀베리 대신 저순도의 일반 동을 사용하여 동박용 소재를 제조할 수 있도록 하되, 턴디시의 회전에 의해 토출구로부터 용융체가 방사상으로 토출되도록 하고 토출된 용융체는 연속으로 공급되는 냉각수와의 접촉을 통해 냉각되어 동박 소재로 제조되도록 하여 충돌판 충돌 방식에 비해 벌크 밀도 및 결정립 크기 변화 폭이 적어 품질이 균일한 동박 소재를 제조할 수 있게 하려는 것이다.The apparatus for manufacturing copper foil material for an anode material of the present invention is intended to solve the problems arising from the above-mentioned prior art, and enables the production of copper foil material using low-purity general copper instead of high-purity wheat berry, but without the use of tundish. The molten material is discharged radially from the discharge port by rotation, and the discharged melt is cooled through contact with continuously supplied cooling water and manufactured into copper foil material. Compared to the impact plate impact method, the change in bulk density and grain size is small, resulting in quality. The goal is to be able to manufacture this uniform copper foil material.

이는 턴디시 하부의 냉각탱크 내부에 저부로부터 냉각수가 채워져 수위가 냉각탱크 상단까지 채워져 있도록 함과 더불어 냉각냉크의 내부 둘레에 반대편 벽면 상부를 향해 경사지게 고압의 냉각수가 분사되도록 하여 용융체와 접촉하여 가열된 냉각수가 냉각탱크 벽면 상부로 월류케 함으로써 냉각 성능을 일정하게 유지할 수 있게 함으로써 가능케 된다.This means that the inside of the cooling tank at the bottom of the tundish is filled with coolant from the bottom so that the water level reaches the top of the cooling tank. In addition, high-pressure coolant is sprayed around the inside of the cooling tank at an angle toward the top of the opposite wall, causing the coolant to come into contact with the molten body and be heated. This is possible by allowing coolant to flow over the upper part of the cooling tank wall to maintain constant cooling performance.

이러한 방식에 따라 공급되는 냉각수의 온도를 특정 온도로 설정함으로써 결정립의 크기를 조절하고, 벌크 밀도를 조절할 수 있게 하려는 것이다.By setting the temperature of the coolant supplied according to this method to a specific temperature, it is possible to control the size of the crystal grains and the bulk density.

아울러, 턴디시 내의 용융체가 굳는 것을 방지하기 위한 연료의 연소를 위해 기화기를 이용하여 액체산소를 기화시켜 공급하되, 냉각탱크를 월류한 냉각수를 기화기와 열교환시킴으로써 별도의 연료나 전력 소요 없이 냉각수의 냉각을 달성함으로써 생산 원가의 절감이 용이하게 이루어질 수 있게 하려는 것이다.In addition, liquid oxygen is vaporized and supplied using a vaporizer to burn fuel to prevent solidification of the melt in the tundish, and the coolant that has overflowed the cooling tank is exchanged with the vaporizer to cool the coolant without requiring additional fuel or power. The goal is to make it easier to reduce production costs by achieving this.

본 발명의 음극재용 동박 소재 제조 장치는 상기한 과제를 해결하기 위하여, 정련된 동이 용융된 용융체가 내부에 임시 수용되도록 상부가 개방된 캐비티(11)가 내부에 형성되어 있으며, 측벽면에는 캐비티(11)에 임시 수용된 용융체가 토출되기 위한 토출구(12)가 형성되어 있는 턴디시(10)와; 상기 턴디시(10) 하부에 연결된 채 상기 턴디시(10)를 수평 회전시켜 상기 토출구(12)를 통해 토출되는 용융체로 하여금 턴디시(10) 주변에 방사상으로 토출시키는 회전구동장치(20)와; 기 턴디시(10)의 하부에 위치하고, 상부가 개방되어 있으며, 상기 턴디시(10)의 외경보다 큰 내경을 가져 상기 토출구(12)에서 방사상으로 토출되는 용융체가 내부로 수용되는 상부냉각공간(31a)이 내부에 형성되어 있는 원통형의 상부케이스(31)와, 상기 상부케이스(31)의 하부에 연결된 채 하방으로 갈수록 점차 내경이 작아지는 원추형의 형상을 취해 수용공간(21)에서 낙하되는 융용체의 낙하를 가이드하는 하부냉각공간(32a)이 형성되어 있고, 하부 중앙에는 용융체가 배출되는 배출구(32b)가 형성되어 있는 하부케이스(32)와, 상기 상부케이스(31)의 하부 둘레를 따라 일정 간격을 두고 설치되어 있으며 제1냉각수공급관(33a)을 통해 외부로부터 냉각수를 공급받아 상부냉각공간(31a)에 냉각수를 분사하도록 이루어져 있되, 설치 위치의 반대편 상부케이스(31) 상측 벽면을 향해 상향 경사지게 설치되어 있어 토출구(12)에서 토출되어 낙하하는 용융체와 냉각수를 접촉시켜 용융체를 급속 냉각시키고, 상부냉각공간(31a) 내부에 냉각수의 상향 흐름을 유도하여 용융체와 접촉하여 가열된 냉각수로 하여금 상부케이스(31)의 상단 벽면을 넘어 배출되도록 하는 다수 개의 냉각수분사노즐(33)로 구성되어 있는 내부냉각탱크(30)와; 내주면이 상기 내부냉각탱크(30)와 이격되어 내부냉각탱크(30)와의 사이로 외부냉각공간(41)을 형성하고, 일측에는 냉각수가 공급되는 제2냉각수공급관(42)이 연결되어 상기 분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수와 함께 상하부 온도 차이에 의해 외부냉각공간(41) 내부에는 하향의 냉각수 흐름을 유도하고, 하부냉각공간(32a) 내부에는 상향의 냉각수 흐름을 유도하는 외부냉각탱크(40)와; 일측은 상기 배출구(32b)의 하부에 위치하고, 타측은 일측으로부터 상향 경사지게 연장되어 외부냉각탱크(40) 외측으로 돌출되어 내부냉각탱크(30)에서 냉각되어 제조된 동박소재를 이송시키는 이송컨베이어(50);를 포함하여 구성된다.In order to solve the above-described problem, the apparatus for producing copper foil material for an anode material of the present invention has a cavity 11 with an open top formed inside to temporarily accommodate the molten refined copper therein, and a cavity (11) on the side wall. a tundish (10) formed with a discharge port (12) through which the molten body temporarily accommodated in 11) is discharged; A rotation drive device (20) connected to the lower part of the tundish (10) and horizontally rotating the tundish (10) to discharge the molten material discharged through the discharge port (12) radially around the tundish (10). ; It is located in the lower part of the tundish 10, the upper part is open, and the upper cooling space has an inner diameter larger than the outer diameter of the tundish 10 and accommodates the molten material radially discharged from the discharge port 12 ( 31a) is connected to the cylindrical upper case 31 formed inside, and the lower part of the upper case 31, and takes the shape of a cone with an inner diameter gradually decreasing as it goes downward, and falls from the receiving space 21. A lower case 32 is formed with a lower cooling space 32a to guide the fall of the melt, and an outlet 32b through which the melt is discharged is formed in the lower center, and along the lower circumference of the upper case 31. It is installed at regular intervals and is configured to receive coolant from the outside through the first coolant supply pipe (33a) and spray the coolant into the upper cooling space (31a), upward toward the upper wall of the upper case (31) opposite the installation location. It is installed at an angle to rapidly cool the melt by contacting the coolant with the molten material discharged from the discharge port 12 and falling, and induces an upward flow of the coolant inside the upper cooling space (31a), causing the coolant heated in contact with the melt to flow to the upper part. An internal cooling tank (30) consisting of a plurality of coolant spray nozzles (33) that allow the coolant to be discharged beyond the upper wall of the case (31); The inner peripheral surface is spaced apart from the internal cooling tank 30 to form an external cooling space 41 between the internal cooling tank 30, and a second coolant supply pipe 42 through which coolant is supplied is connected to one side of the spray nozzle ( The external cooling tank 40 induces a downward coolant flow inside the external cooling space 41 and an upward coolant flow inside the lower cooling space 32a due to the upper and lower temperature difference along with the coolant sprayed from 33). and; One side is located at the lower part of the outlet (32b), and the other side extends upward from one side and protrudes outside the external cooling tank (40), and is a transfer conveyor (50) that transfers the copper foil material cooled and manufactured in the internal cooling tank (30). ); It is composed of:

상기한 구성에 있어서, 상기 냉각수분사노즐(33)은 평면상에서 상부케이스(31)의 반대편 벽면을 향하되, 상부케이스(31)의 중앙을 빗겨나는 방향을 이루도록 이루어져 있고, 서로 인접한 냉각수분사노즐(33)들은 동일한 방향으로 빗겨나도록 이루어져 있어 냉각수분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수로 하여금 상부케이스(31)을 중앙을 기준으로 나선형의 유체 흐름을 유도하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.In the above-described configuration, the coolant spray nozzle 33 is directed toward the opposite wall of the upper case 31 in a plane, but is oriented to deviate from the center of the upper case 31, and the coolant spray nozzles (33) are adjacent to each other. 33) are configured to deviate in the same direction, so that the coolant sprayed from the coolant spray nozzle 33 is configured to induce a spiral fluid flow around the center of the upper case 31.

상기한 구성에 있어서, 상기 나선형의 유체 흐름은 상기 턴디시(10)의 회전 방향과 동일한 방향을 이루도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.In the above configuration, the spiral fluid flow is characterized in that it is configured to form the same direction as the rotation direction of the tundish 10.

상기한 구성에 있어서, 상기 외부냉각탱크(40)의 상측 벽면 높이는 상기 내부냉각탱크(30)의 상부케이스(31) 상측 벽면 높이와 동일하게 이루어져 있어, 냉각수분사노즐(33)의 분사에 의해 용융체를 냉각시킨 냉각수가 상부케이스(31) 상측 벽면을 넘은 후, 외부냉각탱크(40)의 상측 벽면을 연속으로 넘어 배출되도록 함으로써 외부냉각공간(41) 내부의 냉각수 과열을 억제하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.In the above configuration, the height of the upper wall of the external cooling tank 40 is the same as the height of the upper wall of the upper case 31 of the internal cooling tank 30, so that the molten body is sprayed by the coolant spray nozzle 33. It is characterized by suppressing overheating of the coolant inside the external cooling space (41) by allowing the cooled coolant to pass over the upper wall of the upper case (31) and then continuously discharge over the upper wall of the external cooling tank (40). do.

상기한 구성에 있어서, 상기 턴디시(10)의 캐비티(11) 내부의 용융체가 굳는 것을 방지하기 위하여 연료와 산소의 공급에 의해 캐비티(11)에 화염을 가하는 가열장치(60)가 더 구비되어 있으며, 상기 가열장치(60)로 공급되는 산소가 액체 상태로 저장되어 있는 액화산소탱크(70)와; 산기 액화산소탱크(70) 및 가열장치(60)와 배관을 통해 연결되어 있으며, 액체산소를 기화시키는 기화기(80)와; 상기 기화기(80)가 내부에 설치되어 있으며, 상기 외부냉각탱크(40)에서 배출되는 냉각수가 내부에 저장되도록 이루어져 있어 기화기(80)를 통과하는 액체산소와 상기 냉각수를 열교환시키도록 이루어져 있으며, 상기 냉각수분사노즐(33) 및 냉각수공급관(42)이 연결되어 있는 열교환탱크(90);가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In the above configuration, in order to prevent the melt inside the cavity 11 of the tundish 10 from solidifying, a heating device 60 is further provided to apply flame to the cavity 11 by supplying fuel and oxygen. There is a liquefied oxygen tank (70) in which the oxygen supplied to the heating device (60) is stored in a liquid state; A vaporizer (80) connected to the acidifying liquid oxygen tank (70) and the heating device (60) through a pipe and vaporizing liquid oxygen; The vaporizer 80 is installed inside, and the coolant discharged from the external cooling tank 40 is stored inside to exchange heat between the coolant and liquid oxygen passing through the vaporizer 80. It is characterized in that it is further provided with a heat exchange tank (90) to which the coolant spray nozzle (33) and the coolant supply pipe (42) are connected.

본 발명에 의해, 고순도의 밀베리 대신 저순도의 일반 동을 사용하여 동박용 소재를 제조할 수 있도록 하되, 턴디시의 회전에 의해 토출구로부터 용융체가 방사상으로 토출되도록 하고 토출된 용융체는 연속으로 공급되는 냉각수와의 접촉을 통해 냉각되어 동박 소재로 제조되도록 하여 충돌판 충돌 방식에 비해 벌크 밀도 및 결정립 크기 변화 폭이 적어 품질이 균일한 동박 소재를 제조할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to manufacture a material for copper foil using low-purity ordinary copper instead of high-purity wheat berry, and the melt is discharged radially from the discharge port by rotation of the tundish, and the discharged melt is continuously supplied. It is cooled through contact with coolant and manufactured into a copper foil material, making it possible to manufacture copper foil material of uniform quality with less change in bulk density and grain size compared to the collision plate impact method.

이는 턴디시 하부의 냉각탱크 내부에 저부로부터 냉각수가 채워져 수위가 냉각탱크 상단까지 채워져 있도록 함과 더불어 냉각냉크의 내부 둘레에 반대편 벽면 상부를 향해 경사지게 고압의 냉각수가 분사되도록 하여 용융체와 접촉하여 가열된 냉각수가 냉각탱크 벽면 상부로 월류케 함으로써 냉각 성능을 일정하게 유지할 수 있게 함으로써 가능케 된다.This means that the inside of the cooling tank at the bottom of the tundish is filled with coolant from the bottom so that the water level reaches the top of the cooling tank. In addition, high-pressure coolant is sprayed around the inside of the cooling tank at an angle toward the top of the opposite wall, causing the coolant to come into contact with the molten body and be heated. This is possible by allowing coolant to flow over the upper part of the cooling tank wall to maintain constant cooling performance.

이러한 방식에 따라 공급되는 냉각수의 온도를 특정 온도로 설정함으로써 결정립의 크기를 조절하고, 벌크 밀도를 조절할 수 있게 된다.By setting the temperature of the coolant supplied according to this method to a specific temperature, it is possible to control the size of the crystal grains and the bulk density.

아울러, 턴디시 내의 용융체가 굳는 것을 방지하기 위한 연료의 연소를 위해 기화기를 이용하여 액체산소를 기화시켜 공급하되, 냉각탱크를 월류한 냉각수를 기화기와 열교환시킴으로써 별도의 연료나 전력 소요 없이 냉각수의 냉각을 달성함으로써 생산 원가의 절감이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.In addition, liquid oxygen is vaporized and supplied using a vaporizer to burn fuel to prevent solidification of the melt in the tundish, and the coolant that has overflowed the cooling tank is exchanged with the vaporizer to cool the coolant without requiring additional fuel or power. By achieving this, reduction of production costs can be easily achieved.

도 1은 본 발명의 음극재용 동박 소재 제조 장치의 일 예를 나타낸 부분 절단 사시도.
도 2는 도 1의 정단면 개략도.
도 3은 본 발명에서 열교환탱크를 이용하여 냉각수를 공급하도록 된 예를 나타낸 측단면 개략도.
도 4는 도 3 구성의 부분절단 사시도.
도 5는 본 발명에서 냉각수분사노즐의 배치 및 냉각수의 분사 방향을 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명에서 열교환탱크와 임시저장탱크를 이용하여 냉각수 온도 조절이 이루어지도록 한 예를 나타낸 부분절단 사시도.
도 7은 본 발명의 제조 장치에 의해 제조된 음극재용 동박 소재의 예를 나타낸 사진.
도 8 및 도 9는 본 발명에 의해 제조된 음극재용 동박 소재를 한국 화학융헙시험연구원에 결정립 크기에 대한 분석을 의뢰하여 받은 시험성적서 및 일부 발췌본.
1 is a partially cut-away perspective view showing an example of the apparatus for manufacturing copper foil material for an anode material of the present invention.
Figure 2 is a schematic cross-sectional view of Figure 1.
Figure 3 is a side cross-sectional schematic diagram showing an example of supplying cooling water using a heat exchange tank in the present invention.
Figure 4 is a partially cut away perspective view of the structure of Figure 3.
Figure 5 is a plan view showing the arrangement of the coolant spray nozzle and the spray direction of coolant in the present invention.
Figure 6 is a partially cut perspective view showing an example of cooling water temperature control using a heat exchange tank and a temporary storage tank in the present invention.
Figure 7 is a photograph showing an example of a copper foil material for an anode material manufactured by the manufacturing apparatus of the present invention.
Figures 8 and 9 show test reports and partial excerpts obtained by requesting the Korea Testing and Research Institute to analyze the grain size of the copper foil material for anode materials manufactured according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 음극재용 동박 소재 제조 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the apparatus for manufacturing copper foil material for an anode material of the present invention will be described in detail through the attached drawings.

본 발명의 음극재용 동박 소재 제조 장치는 도 1, 2 등에 도시되어 있는 바와 같이 턴디시(10), 회전구동장치(20), 내부냉각탱크(30), 외부냉각탱크(40) 및 이송컨베이어(50)를 포함하여 구성되며, 도 3, 4에 도시된 것처럼 가열장치(60), 액화산소탱크(70), 기화기(80) 및 열교환탱크(90)가 더 구비될 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the apparatus for producing copper foil material for anode material of the present invention includes a tundish 10, a rotation drive device 20, an internal cooling tank 30, an external cooling tank 40, and a transfer conveyor ( 50), and may further include a heating device 60, a liquefied oxygen tank 70, a vaporizer 80, and a heat exchange tank 90, as shown in FIGS. 3 and 4.

본 발명의 구성요소인 턴디시(10)는 정련된 동이 용융된 용융체가 내부에 임시 수용되도록 상부가 개방된 캐비티(11)가 내부에 형성되어 있으며, 측벽면에는 캐비티(11)에 임시 수용된 용융체가 토출되기 위한 토출구(12)가 형성되어 있다.The tundish 10, which is a component of the present invention, has a cavity 11 with an open top formed therein to temporarily accommodate the molten refined copper therein, and the molten material temporarily accommodated in the cavity 11 is formed on the side wall. A discharge port 12 is formed for discharging.

토출구(12)는 턴디시(10) 중앙을 기준으로 방사상으로 2개 이상 일정 간격으로 형성되어 있다.Two or more discharge ports 12 are formed radially at regular intervals based on the center of the tundish 10.

토출구(12)에는 관 형상을 이루는 스파우트가 끼워져 교체 가능하게 설치될 수 있다.A spout in the shape of a tube can be inserted into the discharge port 12 and installed to be replaceable.

본 발명의 구성요소인 회전구동장치(20)는 상기 턴디시(10) 하부에 연결된 채 상기 턴디시(10)를 수평 회전시켜 상기 토출구(12)를 통해 토출되는 용융체로 하여금 턴디시(10) 주변에 방사상으로 토출시키도록 이루어져 있다.The rotation drive device 20, which is a component of the present invention, is connected to the lower part of the tundish 10 and rotates the tundish 10 horizontally to cause the molten material discharged through the discharge port 12 to form the tundish 10. It is designed to discharge radially to the surroundings.

도 1에 도시된 회전구동장치(20)는 상기 턴디시(10) 하부에 설치되어 턴디시(10)가 안착되는 안착부재(21), 상기 안착부재(21)의 하부에 수직 방향으로 연장되어 있으며, 수직 회전하도록 이루어진 제1회전축(22), 상기 제1회전축(22)의 하부에 위치하여 수평 방향의 회전력을 수직 방향의 회전력으로 변환시키는 동력전달장치(23), 상기 동력전달장치(23)와 일측이 연결된 채 수평 방향으로 연장되어 있으며 수평 회전하도록 이루어진 제2회전축(24) 및 상기 제2회전축(24)과 연결되어 제2회전축(24)을 회전시키는 구동모터(25)로 이루어져 있다.The rotation drive device 20 shown in FIG. 1 includes a seating member 21 installed below the tundish 10 on which the tundish 10 is seated, and extending in a vertical direction to the lower part of the seating member 21. There is a first rotation shaft 22 configured to rotate vertically, a power transmission device 23 located below the first rotation shaft 22 to convert the horizontal rotation force into a vertical rotation force, and the power transmission device 23 ) and a second rotation shaft 24 that extends horizontally and rotates horizontally on one side, and a drive motor 25 that is connected to the second rotation shaft 24 and rotates the second rotation shaft 24. .

여기서 동력전달장치(23)는 서로 맞물려 회전하는 한 쌍의 베벨기어로 구성될 수 있다.Here, the power transmission device 23 may be composed of a pair of bevel gears that engage and rotate with each other.

이러한 회전구동장치(20)는 턴디시(10)를 수평 회전시키기 위한 것이라면 도면에 의해 한정되지 않고 공지된 다양한 회전 구동 장치가 적용될 수 있다 할 것이다.If the rotation drive device 20 is intended to horizontally rotate the tundish 10, it is not limited by the drawings and various known rotation drive devices can be applied.

본 발명의 구성요소인 내부냉각탱크(30)는 상기 턴디시(10)에서 토출되는 용융체가 낙하하여 냉각수와 접촉하여 냉각되어 동박 소재로 제조되는 것이다.The internal cooling tank 30, which is a component of the present invention, is manufactured from a copper foil material by cooling the molten material discharged from the tundish 10 by falling and contacting cooling water.

본 발명에서 내부냉각탱크(30)는 상부냉각공간(31a) 내부에 냉각수의 상향 흐름을 유도하여 용융체와 접촉하여 가열된 냉각수로 하여금 상부케이스(31)의 상단 벽면을 넘어 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the internal cooling tank 30 induces an upward flow of coolant inside the upper cooling space 31a, allowing the coolant heated in contact with the molten body to be discharged beyond the upper wall of the upper case 31. do.

이를 위한 내부냉각탱크(30)는 상부케이스(31), 하부케이스(32) 및 냉각수분사노즐(33)로 구성되어 있다.The internal cooling tank 30 for this purpose is composed of an upper case 31, a lower case 32, and a coolant spray nozzle 33.

상부케이스(31)는 원통형의 형상을 취하며, 외주면이 연결부재를 통해 외부냉각탱크(40)와 연결되어 있다.The upper case 31 has a cylindrical shape, and its outer peripheral surface is connected to the external cooling tank 40 through a connecting member.

이러한 내부냉각탱크(30)는 상부로 용융체가 유입되기 위하여 상부가 개방되어 있으며, 도면에 도시된 것처럼 상기 턴디시(10)의 외경보다 큰 내경을 가져 상기 토출구(12)에서 방사상으로 토출되는 용융체가 내부로 수용되는 상부냉각공간(31a)이 내부에 형성되어 있다.This internal cooling tank 30 is open at the top to allow melt to flow into the top, and as shown in the figure, has an inner diameter larger than the outer diameter of the tundish 10, and the melt is discharged radially from the discharge port 12. An upper cooling space 31a is formed inside.

하부케이스(32)는 상기 상부케이스(31)의 하부에 일체로 연결된 채 하방으로 갈수록 점차 내경이 작아지는 원추형의 형상을 취해 수용공간(21)에서 낙하되는 융용체의 낙하를 가이드하는 하부냉각공간(32a)이 형성되어 있다.The lower case 32 is integrally connected to the lower part of the upper case 31 and has a conical shape with an inner diameter that gradually decreases as it goes downward, and is a lower cooling space that guides the fall of the molten material falling from the receiving space 21. (32a) is formed.

이러한 하부케이스(32) 하부 중앙에는 냉각수와 접촉하여 굳어진 용융체(동박 소재)가 배출되는 배출구(32b)가 형성되어 있다.An outlet 32b is formed in the lower center of the lower case 32 through which the molten body (copper foil material) hardened in contact with the coolant is discharged.

냉각수분사노즐(33)은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 상기 상부케이스(31)의 하부 둘레를 따라 일정 간격을 두고 다수 개가 설치되어 있으며 외부로부터 냉각수를 공급받아 상부냉각공간(31a)에 냉각수를 분사하도록 이루어져 있다.As shown in the drawing, a plurality of coolant spray nozzles 33 are installed at regular intervals along the lower circumference of the upper case 31. They receive coolant from the outside and spray the coolant into the upper cooling space 31a. It is made to do so.

이러한 냉각수분사노즐(33)들은 상부케이스(31) 둘레를 감싸 배설된 하나의 원형배관(33c)에 연결되도록 하고, 이 원형배관(33c)으로 냉각수를 공급하는 제1냉각수공급관(33a)이 구비되도록 할 수 있다.These coolant spray nozzles (33) are connected to a single circular pipe (33c) provided around the upper case (31), and a first coolant supply pipe (33a) is provided to supply coolant to this circular pipe (33c). It can be done as much as possible.

도면에서 원형배관(33c)은 사각 단면 형상의 형태로 이루어지고, 냉각수분사노즐(33)이 사각 단면 내부에 일부가 수용된 형태가 도시되어 있는데, 도면에 의해 한정되는 것은 아니다 할 것이다.In the drawing, the circular pipe 33c is made in the form of a square cross-section, and the coolant spray nozzle 33 is shown partially accommodated inside the square cross-section, but it is not limited by the drawing.

원형배관(33c)으로 냉각수를 공급하기 위한 제1냉각수공급관(33a)에는 냉각수 공급의 여부를 제어할 수 있는 제1조절밸브(33d) 및 냉각수를 공급하기 위한 제1공급펌프(33b)가 설치될 수 있다.A first control valve (33d) that can control the supply of coolant and a first supply pump (33b) for supplying coolant are installed in the first coolant supply pipe (33a) for supplying coolant to the circular pipe (33c). It can be.

이러한 냉각수분사노즐(33)은 각각 설치 위치의 반대편 상부케이스(31) 상측 벽면을 향해 상향 경사지게 설치되어 있어 토출구(12)에서 토출되어 낙하하는 용융체와 냉각수를 접촉시켜 용융체를 급속 냉각시키도록 이루어져 있다.These coolant spray nozzles 33 are installed inclined upward toward the upper wall of the upper case 31 on the opposite side of the installation location, and are configured to rapidly cool the melt by contacting the coolant with the melt discharged from the discharge port 12 and falling. .

내부냉각탱크(30) 내부의 냉각수 충진은 배출구(32b)를 통해 내부에서 차오르도록 하여 충진하는데, 하부냉각공간(32a)의 상부는 용융체와의 열교환으로 인해 하부에 비해 온도가 높아지게 된다.The coolant inside the internal cooling tank 30 is filled by allowing it to rise from the inside through the discharge port 32b, and the temperature of the upper part of the lower cooling space 32a becomes higher than the lower part due to heat exchange with the molten body.

따라서, 상부냉각공간(31a) 상부의 냉각수 온도는 배출구(32b) 측과 비교하면 상당히 높은 온도를 이루게 되므로 냉각 효율이 상대적으로 떨어질 수 있으며, 상부와 하부의 온도 차이에 의해 제조되는 동박 소재의 물성을 일정하게 유지하기 힘들게 된다.Therefore, the temperature of the cooling water at the top of the upper cooling space (31a) is considerably higher than that at the outlet (32b), so the cooling efficiency may be relatively low, and the physical properties of the copper foil material manufactured due to the temperature difference between the upper and lower parts It becomes difficult to keep it constant.

하지만 냉각수분사노즐(33)이 상부케이스(31) 하부에 위치한 채 상방으로 경사지게 설치됨으로 인해 배출구(32b) 측으로부터 차오르는 냉각수에 비해 훨씬 낮은 온도의 냉각수를 공급할 수 있게 되어 상부냉각공간(31a) 내의 냉각수 온도를 낮춰 순간적인 냉각 효율을 높혀줄 수 있게 되며, 낮은 온도의 냉각수 접촉을 통해 결정립 크기를 작게 할 수 있게 된다.However, since the coolant spray nozzle 33 is located at the bottom of the upper case 31 and installed inclined upward, it is possible to supply coolant at a much lower temperature than the coolant filling from the outlet (32b), thereby allowing the coolant in the upper cooling space (31a) to be supplied. By lowering the coolant temperature, instantaneous cooling efficiency can be increased, and the grain size can be reduced through contact with low-temperature coolant.

더 바람직하게는 동박 소재를 공급받는 회사의 요구에 따라 냉각수분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수의 온도를 조정함에 따라 결정립 크기를 조절할 수 있으며, 냉각수와 용융체의 순간적인 접촉시 발생하는 수증기의 급속한 활동과 그 정도를 조절하여 동박 소재의 기공 발달 정도, 뾰족한 돌기들의 발달 정도를 조절할 수 있게 된다.More preferably, the crystal grain size can be adjusted by adjusting the temperature of the coolant sprayed from the coolant spray nozzle 33 according to the needs of the company supplying the copper foil material, and the rapid water vapor generated when the coolant and the molten material are in instantaneous contact. By controlling the activity and its degree, it is possible to control the degree of pore development and sharp protrusion development of the copper foil material.

이때, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 냉각수분사노즐(33)은 평면상에서 상부케이스(31)의 반대편 벽면을 향하되, 상부케이스(31)의 중앙을 빗겨나는 방향을 이루도록 이루어져 있고, 서로 인접한 냉각수분사노즐(33)들은 동일한 시계방향 혹은 반시계 방향으로 빗겨나도록 이루어져 있어 냉각수분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수로 하여금 상부케이스(31)을 중앙을 기준으로 나선형의 유체 흐름을 유도하도록 이루어짐이 보다 바람직하다.At this time, as shown in FIG. 5, the coolant spray nozzle 33 is directed toward the opposite wall of the upper case 31 in a plane, deviating from the center of the upper case 31, and is configured to form a direction that deviates from the center of the upper case 31. The coolant spray nozzles (33) are configured to deviate in the same clockwise or counterclockwise direction so that the coolant sprayed from the coolant spray nozzles (33) induces a spiral fluid flow based on the center of the upper case (31). It is more desirable.

이는 각각의 냉각수분사노즐(33)에서 분사되는 고압의 냉각수들의 이동 경로가 충돌하여 상부케이스(31) 상면에 고압으로 도달하지 못하는 것을 방지하고 원할하게 상부 영역까지 도달할 수 있게 해주며, 상부케이스(31) 상면 부분에서 평면상에서 일정 방향으로 회전하여 냉각 효율이 고르게 유지될 수 있게 해준다.This prevents the movement path of the high-pressure coolant sprayed from each coolant spray nozzle 33 from colliding and failing to reach the upper surface of the upper case 31 at high pressure, and allows it to smoothly reach the upper area. (31) The upper surface rotates in a certain direction on a plane, allowing cooling efficiency to be maintained evenly.

더불어, 상기 나선형의 유체 흐름은 상기 턴디시(10)의 회전 방향과 동일한 방향을 이루도록 함으로써 냉각 효율이 보다 일정하게 될 수 있도록 함이 바람직하다.In addition, it is preferable that the spiral fluid flow is in the same direction as the rotation direction of the tundish 10 so that cooling efficiency can be more constant.

본 발명의 구성요소인 외부냉각탱크(40)는 내주면이 상기 내부냉각탱크(30)와 이격되어 내부냉각탱크(30)와의 사이로 외부냉각공간(41)을 형성하고, 일측에는 냉각수가 공급되는 제2냉각수공급관(42)이 연결되어 있다.The external cooling tank 40, which is a component of the present invention, has an inner peripheral surface spaced apart from the internal cooling tank 30, forming an external cooling space 41 between the internal cooling tank 30, and a cooling water supply on one side. 2The coolant supply pipe (42) is connected.

상기 냉각수분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수와 함께 상하부 냉각수의 온도 차이에 의해 외부냉각공간(41) 내부에는 하향의 냉각수 흐름을 유도하고, 하부냉각공간(32a) 내부에는 상향의 냉각수 흐름을 유도할 수 있게 된다.The temperature difference between the upper and lower coolant along with the coolant sprayed from the coolant spray nozzle 33 induces a downward coolant flow inside the external cooling space 41 and an upward coolant flow inside the lower cooling space 32a. You can do it.

아울러, 제2냉각수공급관(42)에는 냉각수의 공급 여부를 제어하기 위한 제2조절밸브(42a) 및 냉각수 공급을 위한 제2공급펌프(42b)가 설치될 수 있다.In addition, a second control valve 42a to control whether or not coolant is supplied and a second supply pump 42b to supply coolant may be installed in the second coolant supply pipe 42.

이때, 제2냉각수공급관(42)은 상기 냉각수분사노즐(33) 내부의 냉각수와 동일한 온도의 냉각수가 공급되도록 할 수도 있고, 서로 다른 온도의 냉각수가 공급되도록 할 수도 있다.At this time, the second coolant supply pipe 42 may supply coolant at the same temperature as the coolant inside the coolant spray nozzle 33, or it may supply coolant at different temperatures.

또, 동일한 수원에서 공급되더라도 온도조절장치의 부가나, 열교환기 등을 이용하여 서로 다른 온도로 공급되도록 할 수 있다.In addition, even if water is supplied from the same water source, it can be supplied at different temperatures by adding a temperature control device or using a heat exchanger.

아울러, 외부냉각탱크(40)는 일측으로 상향 경사진 이송컨베이어(50)의 상부가 수용될 수 있도록 타측에 경사진 돌출부(44)가 형성될 수 있다.In addition, the external cooling tank 40 may have an inclined protrusion 44 formed on one side to accommodate the upper part of the transfer conveyor 50 that is inclined upward on one side.

더불어, 외부냉각탱크(40)의 하부에는 강제로 냉각수를 배출할 수 있도록 냉각수배출관(43)이 연결될 수 있다.In addition, a coolant discharge pipe 43 may be connected to the lower part of the external cooling tank 40 to forcibly discharge coolant.

이 냉각수배출관(43)에는 냉각수의 배출 여부를 조절할 수 있도록 제3조절밸브(43a)가 설치될 수 있다.A third control valve 43a may be installed in the coolant discharge pipe 43 to control whether or not coolant is discharged.

또는, 외부냉각탱크(40) 내부 냉각수의 외부 배출 역시 내부냉각탱크(30)와 마찬가지로 외부냉각탱크(40)의 상부 벽면을 넘어서 배출되도록 할 수 있다.Alternatively, the external discharge of the coolant inside the external cooling tank 40 may be discharged beyond the upper wall of the external cooling tank 40, like the internal cooling tank 30.

이 경우 상기 외부냉각탱크(40)의 상측 벽면 높이는 상기 내부냉각탱크(30)의 상부케이스(31) 상측 벽면 높이와 동일하게 이루어져 있어, 냉각수분사노즐(33)의 분사에 의해 용융체를 냉각시킨 냉각수가 상부케이스(31) 상측 벽면을 넘은 후, 외부냉각탱크(40)의 상측 벽면을 연속으로 넘어 배출되도록 함으로써 외부냉각공간(41) 내부의 냉각수 과열을 가일층 억제하도록 할 수 있다.In this case, the height of the upper wall of the external cooling tank 40 is the same as the height of the upper wall of the upper case 31 of the internal cooling tank 30, and the coolant that cools the molten body by spraying from the coolant spray nozzle 33 After passing over the upper wall of the upper case 31, it is discharged continuously over the upper wall of the external cooling tank 40, so that overheating of the coolant inside the external cooling space 41 can be further suppressed.

본 발명의 구성요소인 이송컨베이어(50)는 일측은 상기 배출구(32b)의 하부에 위치하고, 타측은 일측으로부터 상향 경사지게 연장되어 외부냉각탱크(40) 외측으로 돌출되어 내부냉각탱크(30)에서 냉각되어 제조된 동박소재를 이송시키도록 이루어져 있다.The transfer conveyor 50, which is a component of the present invention, has one side located below the discharge port 32b, and the other side extends upward from one side and protrudes outside the external cooling tank 40 to cool in the internal cooling tank 30. It is designed to transport the manufactured copper foil material.

한편, 상기 턴디시(10)의 캐비티(11) 내부의 용융체가 굳는 것을 방지하기 위하여 캐비티(11)에 화염을 가하는 가열장치(60)가 구비된다.Meanwhile, in order to prevent the melt inside the cavity 11 of the tundish 10 from solidifying, a heating device 60 that applies flame to the cavity 11 is provided.

가열장치는 LPG, LNG, 석유 등의 원료를 연료로 하고, 산소 공급하에 화염을 발생시키게 된다.The heating device uses raw materials such as LPG, LNG, and petroleum as fuel and generates a flame under the supply of oxygen.

이때, 산소 공급 효율을 극대화시키기 위해 상기 가열장치(60)로 공급되는 산소가 액체 상태로 저장되어 있는 액화산소탱크(70)와, 산기 액화산소탱크(70) 및 가열장치(60)와 배관을 통해 연결되어 있으며, 액체산소를 기화시키는 기화기(80)가 구비될 수 있다.At this time, in order to maximize oxygen supply efficiency, a liquefied oxygen tank 70 in which oxygen supplied to the heating device 60 is stored in a liquid state, an oxygen liquefied oxygen tank 70, a heating device 60, and piping are installed. It is connected through and may be provided with a vaporizer 80 that vaporizes liquid oxygen.

여기서 상기 액화산소탱크(70)는 상기 가열장치(60) 외에도 용융체를 제조하기 위한 로 내의 산소 공급 등에도 사용될 수 있다.Here, in addition to the heating device 60, the liquefied oxygen tank 70 can be used to supply oxygen in a furnace for producing a molten body.

한편, 상기 내부냉각탱크(30) 및 외부냉각탱크(40) 내의 냉각수는 1,000℃가 넘는 고온의 용융체를 냉각시키기 때문에 온도가 매우 쉽게 올라가게 되는 바, 계속 저온의 냉각수를 보충하고, 가열된 냉각수를 회수해줘야 하므로 냉각장치를 필요로 하며, 이 냉각장치의 작동에는 상당한 전력을 필요로 하게 된다.Meanwhile, the temperature of the coolant in the internal cooling tank 30 and the external cooling tank 40 rises very easily because it cools the high-temperature molten body exceeding 1,000°C. Therefore, low-temperature coolant is continuously replenished and the heated coolant is added. Since it must be recovered, a cooling device is required, and the operation of this cooling device requires considerable power.

이에 도 4, 5에 도시되어 있는 바와 같이 외부냉각탱크(40)의 외부에 외부냉각탱크(40)의 상부 벽면을 월류한 냉각수가 흘러 유입되도록 함과 더불어, 냉각수배출관(43)과 연결되어 외부냉각탱크(40)에서 배출되는 냉각수가 유입되는 임시 저장되는 임시저장탱크(91)를 구비하고, 상기 기화기(80)가 내부에 설치되는 한편, 상기 임시저장탱크(91)와 배관을 통해 연결되어 임시저장탱크(91) 내부의 냉각수가 내부에 저장되도록 이루어져 있어 기화기(80)를 통과하는 액체산소와 상기 냉각수를 열교환시키도록 이루어진 열교환탱크(90)가 구비될 수 있다.Accordingly, as shown in Figures 4 and 5, the coolant that has overflowed the upper wall of the external cooling tank 40 flows into the outside of the external cooling tank 40, and is connected to the coolant discharge pipe 43 to flow into the external cooling tank 40. It is provided with a temporary storage tank 91 in which the cooling water discharged from the cooling tank 40 is temporarily stored, and the vaporizer 80 is installed inside and connected to the temporary storage tank 91 through a pipe. The cooling water inside the temporary storage tank 91 is configured to be stored internally, and a heat exchange tank 90 configured to heat exchange the cooling water with liquid oxygen passing through the vaporizer 80 may be provided.

이 열교환탱크(90)는 상기 냉각수분사노즐(33) 및 제2냉각수공급관(42)이 연결되어 기화기(90)와 열교환된 냉각수가 냉각수분사노즐(33) 및 제2냉각수공급관(42)에 공급됨으로써 신속하게 냉각된 저온의 냉각수를 내부냉각탱크(30) 및 외부냉각탱크(40) 내부로 공급할 수 있다.This heat exchange tank 90 is connected to the coolant spray nozzle 33 and the second coolant supply pipe 42, so that the coolant heat exchanged with the carburetor 90 is supplied to the coolant spray nozzle 33 and the second coolant supply pipe 42. As a result, rapidly cooled low-temperature cooling water can be supplied into the internal cooling tank 30 and the external cooling tank 40.

이는 냉각수의 냉각을 위한 별도의 전력 소모를 갖는 냉각장치 없이도 냉각수를 신속하게 냉각시켜 공급하므로 동박 소재 제조를 위한 생산 원가를 절감할 수 있게 해준다.This allows cooling water to be quickly cooled and supplied without the need for a separate power-consuming cooling device, thereby reducing production costs for manufacturing copper foil materials.

한편, 열교환탱크(90)에서 냉각된 냉각수를 제1냉각수공급관(33a) 및 제2냉각수공급관(42)로 공급하기 위한 배관은 도 3, 4에 도시되어 있는 하나의 냉각수회수관(92)으로 구성될 수 있다.Meanwhile, the pipe for supplying the coolant cooled in the heat exchange tank 90 to the first coolant supply pipe 33a and the second coolant supply pipe 42 is a single coolant recovery pipe 92 shown in FIGS. 3 and 4. It can be configured.

그러나, 이 경우 열교환탱크(90) 내부의 온도를 일정하게 유지하지 못할 수 있기 때문에 균일한 품질의 동박 소재 제조에 어려움을 겪게 된다.However, in this case, since the temperature inside the heat exchange tank 90 may not be kept constant, it is difficult to manufacture copper foil material of uniform quality.

또, 내부냉각탱크(30)와 외부냉각탱크(40) 내부에 동일한 온도의 냉각수를 공급할 수 밖에 없기 때문에 제조 조건의 변화를 주기 어려운 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that it is difficult to change manufacturing conditions because coolant at the same temperature has to be supplied to the inside of the internal cooling tank 30 and the external cooling tank 40.

이러한 문제를 해소하기 위하여 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 냉각수회수관(92)은 제1냉각수회수관(92a)과 제2냉각수회수관(92b) 두 개로 구성되고, 상기 제1냉각수회수관(92a)은 제1냉각수공급관(33a)과 연결되도록 하고, 제2냉각수회수관(92b)는 제2냉각수공급관(42)에 연결되도록 하는 한편, 상기 임시저장탱크(91)에는 각각 제1냉각수회수관(92a) 및 제2냉각수회수관(92b)과 연결되는 제1보충관(93) 및 제2보충관(94)이 설치되고, 제1냉각수회수관(92a)과 제1보충관(93)이 연결되는 지점 및 제2냉각수회수관(92b)과 제2보충관(94)이 연결되는 지점 전의 각 배관에 조절밸브(95)가 설치되도록 할 수 있다.In order to solve this problem, as shown in FIG. 6, the coolant recovery pipe 92 is composed of two first coolant recovery pipes 92a and second coolant recovery pipes 92b, and the first coolant recovery pipe 92b is The pipe (92a) is connected to the first coolant supply pipe (33a), and the second coolant recovery pipe (92b) is connected to the second coolant supply pipe (42), while the temporary storage tank (91) is connected to the first coolant supply pipe (33a). A first supplement pipe (93) and a second supplement pipe (94) connected to the coolant recovery pipe (92a) and the second coolant recovery pipe (92b) are installed, and the first coolant recovery pipe (92a) and the first supplement pipe are installed. A control valve 95 may be installed in each pipe before the point where (93) is connected and the point where the second coolant recovery pipe (92b) and the second supplement pipe (94) are connected.

뿐만 아니라 제1냉각수공급관(33a) 및 제2냉각수공급관(42)에는 내부 냉각수의 온도를 측정하는 온도감지계(96)가 설치되도록 구성할 수 있다.In addition, the first coolant supply pipe 33a and the second coolant supply pipe 42 can be configured to have a temperature sensor 96 installed to measure the temperature of the internal coolant.

아울러, 미도시된 컨트롤장치에 상기 온도감지계(96) 및 조절밸브(95)들을 전기적으로 연결하여 온도감지계(96)에서 측정된 온도 값에 따라 각 조절밸브(95)들의 개폐를 조절함으로써 열교환탱크(90) 내의 열교환이 이루어진 냉각수와 임시저장탱크 내부의 임시 저장된 냉각수를 배합함으로써 내부냉각탱크(30) 및 외부냉각탱크(40)로 공급되는 냉각수 각각의 온도를 조절할 수 있다.In addition, the temperature sensor 96 and the control valves 95 are electrically connected to a control device (not shown) to control the opening and closing of each control valve 95 according to the temperature value measured by the temperature sensor 96. By mixing the coolant heat-exchanged in the heat exchange tank 90 with the coolant temporarily stored inside the temporary storage tank, the temperature of each coolant supplied to the internal cooling tank 30 and the external cooling tank 40 can be adjusted.

이러한 구성은 냉각을 위한 전력 소모를 최소화하면서 연속 생산이 이루어지도록 할 수 있을 뿐만 아니라 내부냉각탱크(30) 및 외부냉각탱크(40)로 공급되는 냉각수 온도를 제어함으로써 벌크 밀도나 결정립 크기와 같은 음극재용 동박 소재의 주요 물성을 제어하여 고객에게 제공할 수 있게 된다.This configuration not only enables continuous production while minimizing power consumption for cooling, but also controls the temperature of the coolant supplied to the internal cooling tank 30 and the external cooling tank 40 to determine the cathode temperature, such as bulk density or grain size. It is possible to control the main properties of reused copper foil materials and provide them to customers.

이하에서는 본 발명에 따른 음극재용 동박 소재 제조 공정에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a process for manufacturing a copper foil material for an anode material according to the present invention will be described.

1. 토출단계1. Discharge stage

상기 턴디시(10)의 캐비티(11) 내부로 정련된 동이 용융된 용융체를 공급하고, 상기 회전구동장치(20)를 작동시켜 턴디시(10)를 회전시킨다.The refined copper melt is supplied into the cavity 11 of the tundish 10, and the rotation drive device 20 is operated to rotate the tundish 10.

턴디시(10)가 회전하게 되면 측벽면의 토출구(12)를 방사상으로 용융체가 토출된다.When the tundish 10 rotates, the molten material is discharged radially through the discharge port 12 on the side wall.

2. 냉각단계2. Cooling step

한편, 상기 내부냉각탱크(30) 및 외부냉각탱크(40)에는 두 탱크 상단에 이르도록 냉각수가 채워져 있는 상태로 준비하여 토출되는 용융체와 냉각수를 접촉시켜 용융체를 냉각 및 고화시킨다.Meanwhile, the internal cooling tank 30 and the external cooling tank 40 are filled with cooling water up to the tops of both tanks, and the discharged molten mass is brought into contact with the cooling water to cool and solidify the molten mass.

이때, 회전구동장치(20)의 작동과 동시에 냉각수분사노즐(33)을 통한 냉각수의 고압 공급을 개시하여 내부냉각탱크(30) 내부에 상향 경사진 냉각수 흐름을 유도하여 용융체와의 접촉에 의해 온도가 상승한 냉각수는 내부냉각탱크(30)의 상측 벽면을 넘어 배출 처리하고, 내부냉각탱크(30)의 하부로부터 냉각수를 연속으로 공급한다.At this time, at the same time as the rotation drive device 20 operates, high-pressure supply of coolant through the coolant spray nozzle 33 is initiated to induce an upwardly inclined flow of coolant inside the internal cooling tank 30, thereby increasing the temperature due to contact with the molten body. The coolant that has risen is discharged beyond the upper wall of the internal cooling tank (30), and coolant is continuously supplied from the lower part of the internal cooling tank (30).

내부냉각탱크(30) 하부로부터의 냉각수 공급은 전술한 제2냉각수공급관(42)을 통해 냉각수를 공급함으로써 외부냉각탱크(40) 내부에 냉각수를 공급함으로써 이루어진다.Cooling water is supplied from the lower part of the internal cooling tank 30 by supplying the cooling water into the external cooling tank 40 through the above-described second cooling water supply pipe 42.

3. 이송단계3. Transfer stage

회전구동장치(20) 및 냉각수분사노즐(33)로의 냉각수 공급과 더불어 이송컨베이어(50)를 작동시켜 상기 내부냉각탱크(30) 내부를 따라 고체화되어 배출구(32b)를 통해 낙하하는 동박소재를 이송컨베이어(50)를 통해 이송시켜 후속 공정으로 이송시킨다.In addition to supplying coolant to the rotation drive device 20 and the coolant spray nozzle 33, the transfer conveyor 50 is operated to transfer the copper foil material that solidifies along the inside of the internal cooling tank 30 and falls through the discharge port 32b. It is transferred through the conveyor 50 and transferred to the subsequent process.

한편, 상기 토출단계가 진행되는 동안 가열장치(60)를 작동시켜 용융체가 굳어지는 것을 방지하는데, 전술한 바와 같이 가열장치(60)에 액체산소를 기화시켜 공급하는 경우 기화기(80)를 배출된 냉각수가 저장되는 열교환탱크(90) 내부에 설치하여 냉각수를 기화기(80) 내의 액체산소와 열교환시킨 후 제1냉각수공급관(33a) 및 제2냉각수공급관(42)으로 공급한다.Meanwhile, while the discharge step is in progress, the heating device 60 is operated to prevent the melt from hardening. As described above, when liquid oxygen is vaporized and supplied to the heating device 60, the vaporizer 80 is discharged. It is installed inside the heat exchange tank (90) where the coolant is stored, and the coolant is heat-exchanged with liquid oxygen in the vaporizer (80) and then supplied to the first coolant supply pipe (33a) and the second coolant supply pipe (42).

더하여, 도 6과 같은 실시예의 경우 전술한 바와 같이 온도감지계(96)에서 감지된 온도 값에 따라 각 조절밸브(95)의 개폐를 컨트롤장치를 통해 제어함으로써 제1냉각수공급관(33a) 및 제2냉각수공급관(42) 내부의 냉각수 온도를 개별적으로 제어하여 원하는 물성의 동박소재를 제조할 수 있게 된다.In addition, in the case of the embodiment shown in FIG. 6, as described above, the opening and closing of each control valve 95 is controlled through a control device according to the temperature value detected by the temperature sensor 96, thereby controlling the first coolant supply pipe 33a and the first coolant supply pipe 33a. 2. By individually controlling the coolant temperature inside the coolant supply pipe 42, it is possible to manufacture a copper foil material with desired physical properties.

도 7에는 이러한 제조 방법에 의해 제조된 음극재용 동박 소재가 도시되어 있으며, 도 8 및 9는 본 발명에 의해 제조된 동박 소재의 결정립 크기에 관한 시험성적서이다.Figure 7 shows a copper foil material for an anode material manufactured by this manufacturing method, and Figures 8 and 9 are test reports regarding the grain size of the copper foil material manufactured by the present invention.

도 7을 보면 알 수 있듯이 순간적인 저온의 냉각수와의 접촉을 통해 충돌판 없이도 뾰족한 돌기가 돌출된 팝콘과 같은 형상으로 변형되어 제조된 것을 확인할 수 있다.As can be seen in Figure 7, it can be seen that it was manufactured by being transformed into a popcorn-like shape with sharp protrusions protruding without a collision plate through instantaneous contact with low-temperature coolant.

시험성적서에서 확인할 수 있듯이 결정립 크기가 매우 작은 동박 소재의 제조가 가능한 것을 알 수 있다.As can be seen from the test report, it can be seen that it is possible to manufacture copper foil material with very small grain sizes.

더하여, 가로, 세로, 높이 10cm의 정육면체 내부에 제조된 동박 소재를 채워 무게를 측정한 결과 2개로 나뉘어 공급되는 냉각수의 온도 조절에 따라 0.5 ~ 7kg의 범위 내에서 특정 무게로 유도하여 제조가 가능함을 알 수 있었다.In addition, as a result of measuring the weight of the manufactured copper foil material filled inside a cube measuring 10 cm in width, length, and height, it was found that it was possible to manufacture it by deriving it to a specific weight within the range of 0.5 to 7 kg depending on the temperature control of the coolant supplied in two parts. Could know.

10 : 턴디시 11 : 캐비티
12 : 토출구 20 : 회전구동장치
21 : 안착부재 22 : 제1회전축
23 : 동력전달장치 24 : 제2회전축
25 : 구동모터 30 : 내부냉각탱크
31 : 상부케이스 31a : 상부냉각공간
32 : 하부케이스 32a : 하부냉각공간
32b : 배출구 33 : 냉각수분사노즐
33a : 제1냉각수공급관 33b : 제1공급펌프
33c : 원형배관 33d : 제1조절밸브
40 : 외부냉각탱크 41 : 외부냉각공간
42 : 제2냉각수공급관 42a : 제2조절밸브
42b : 제2공급펌프 43 : 냉각수배출관
43a : 제3조절밸브 44 : 돌출부
50 : 이송컨베이어 60 : 가열장치
70 : 액화산소탱크 80 : 기화기
90 : 열교환탱크 91 : 임시저장탱크
92 : 냉각수회수관 92a : 제1냉각수회수관
92b : 제2냉각수회수관 93 : 제1보충관
94 : 제2보충관 95 : 조절밸브
96 : 온도감지계
10: Tundish 11: Cavity
12: discharge port 20: rotation drive device
21: Seating member 22: First rotation axis
23: Power transmission device 24: Second rotation shaft
25: Drive motor 30: Internal cooling tank
31: upper case 31a: upper cooling space
32: lower case 32a: lower cooling space
32b: outlet 33: coolant spray nozzle
33a: first coolant supply pipe 33b: first supply pump
33c: circular pipe 33d: first control valve
40: external cooling tank 41: external cooling space
42: Second coolant supply pipe 42a: Second control valve
42b: second supply pump 43: cooling water discharge pipe
43a: Third control valve 44: Protrusion
50: transfer conveyor 60: heating device
70: Liquid oxygen tank 80: Vaporizer
90: heat exchange tank 91: temporary storage tank
92: Cooling water recovery pipe 92a: First cooling water recovery pipe
92b: Second cooling water recovery pipe 93: First supplement pipe
94: Second supplement pipe 95: Control valve
96: Temperature sensor

Claims (5)

음극재용 동박 소재 제조 장치에 있어서,
정련된 동이 용융된 용융체가 내부에 임시 수용되도록 상부가 개방된 캐비티(11)가 내부에 형성되어 있으며, 측벽면에는 캐비티(11)에 임시 수용된 용융체가 토출되기 위한 토출구(12)가 형성되어 있는 턴디시(10)와;
상기 턴디시(10) 하부에 연결된 채 상기 턴디시(10)를 수평 회전시켜 상기 토출구(12)를 통해 토출되는 용융체로 하여금 턴디시(10) 주변에 방사상으로 토출시키는 회전구동장치(20)와;
상기 턴디시(10)의 하부에 위치하고, 상부가 개방되어 있으며, 상기 턴디시(10)의 외경보다 큰 내경을 가져 상기 토출구(12)에서 방사상으로 토출되는 용융체가 내부로 수용되는 상부냉각공간(31a)이 내부에 형성되어 있는 원통형의 상부케이스(31)와, 상기 상부케이스(31)의 하부에 연결된 채 하방으로 갈수록 점차 내경이 작아지는 원추형의 형상을 취해 수용공간(21)에서 낙하되는 융용체의 낙하를 가이드하는 하부냉각공간(32a)이 형성되어 있고, 하부 중앙에는 용융체가 배출되는 배출구(32b)가 형성되어 있는 하부케이스(32)와, 상기 상부케이스(31)의 하부 둘레를 따라 일정 간격을 두고 설치되어 있으며 제1냉각수공급관(33a)을 통해 외부로부터 냉각수를 공급받아 상부냉각공간(31a)에 냉각수를 분사하도록 이루어져 있되, 설치 위치의 반대편 상부케이스(31) 상측 벽면을 향해 상향 경사지게 설치되어 있어 토출구(12)에서 토출되어 낙하하는 용융체와 냉각수를 접촉시켜 용융체를 급속 냉각시키고, 상부냉각공간(31a) 내부에 냉각수의 상향 흐름을 유도하여 용융체와 접촉하여 가열된 냉각수로 하여금 상부케이스(31)의 상단 벽면을 넘어 배출되도록 하는 다수 개의 냉각수분사노즐(33)로 구성되어 있는 내부냉각탱크(30)와;
내주면이 상기 내부냉각탱크(30)와 이격되어 내부냉각탱크(30)와의 사이로 외부냉각공간(41)을 형성하고, 일측에는 냉각수가 공급되는 제2냉각수공급관(42)이 연결되어 상기 냉각수분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수와 함께 상하부 온도 차이에 의해 외부냉각공간(41) 내부에는 하향의 냉각수 흐름을 유도하고, 하부냉각공간(32a) 내부에는 상향의 냉각수 흐름을 유도하는 외부냉각탱크(40)와;
일측은 상기 배출구(32b)의 하부에 위치하고, 타측은 일측으로부터 상향 경사지게 연장되어 외부냉각탱크(40) 외측으로 돌출되어 내부냉각탱크(30)에서 냉각되어 제조된 동박소재를 이송시키는 이송컨베이어(50);를 포함하여 구성되되,
상기 턴디시(10)의 캐비티(11) 내부의 용융체가 굳는 것을 방지하기 위하여 연료와 산소의 공급에 의해 캐비티(11)에 화염을 가하는 가열장치(60)가 더 구비되어 있으며,
상기 가열장치(60)로 공급되는 산소가 액체 상태로 저장되어 있는 액화산소탱크(70)와;
산기 액화산소탱크(70) 및 가열장치(60)와 배관을 통해 연결되어 있으며, 액체산소를 기화시키는 기화기(80)와;
상기 기화기(80)가 내부에 설치되어 있으며, 상기 외부냉각탱크(40)에서 배출되는 냉각수가 내부에 저장되도록 이루어져 있어 기화기(80)를 통과하는 액체산소와 상기 냉각수를 열교환시키도록 이루어져 있으며, 상기 냉각수분사노즐(33) 및 냉각수공급관(42)이 연결되어 있는 열교환탱크(90);가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
음극재용 동박 소재 제조 장치.
In the apparatus for manufacturing copper foil material for anode material,
A cavity 11 with an open top is formed inside to temporarily accommodate the molten refined copper therein, and a discharge port 12 is formed on the side wall to discharge the molten material temporarily accommodated in the cavity 11. tundish (10);
A rotation drive device (20) connected to the lower part of the tundish (10) and horizontally rotating the tundish (10) to discharge the molten material discharged through the discharge port (12) radially around the tundish (10). ;
An upper cooling space ( 31a) is connected to the cylindrical upper case 31 formed inside, and the lower part of the upper case 31, and takes the shape of a cone with an inner diameter gradually decreasing as it goes downward, and falls from the receiving space 21. A lower case 32 is formed with a lower cooling space 32a to guide the fall of the melt, and an outlet 32b through which the melt is discharged is formed in the lower center, and along the lower circumference of the upper case 31. It is installed at regular intervals and is configured to receive coolant from the outside through the first coolant supply pipe (33a) and spray the coolant into the upper cooling space (31a), upward toward the upper wall of the upper case (31) opposite the installation location. It is installed at an angle to rapidly cool the melt by contacting the coolant with the molten material discharged from the discharge port 12 and falling, and induces an upward flow of the coolant inside the upper cooling space (31a), causing the coolant heated in contact with the melt to flow to the upper part. An internal cooling tank (30) consisting of a plurality of coolant spray nozzles (33) that allow the coolant to be discharged beyond the upper wall of the case (31);
The inner peripheral surface is spaced apart from the internal cooling tank 30 to form an external cooling space 41 between the internal cooling tank 30, and a second coolant supply pipe 42 through which coolant is supplied is connected to one side of the coolant spray nozzle. The external cooling tank 40 induces a downward coolant flow inside the external cooling space 41 and an upward coolant flow inside the lower cooling space 32a due to the upper and lower temperature difference together with the coolant sprayed from (33). )and;
One side is located at the lower part of the outlet (32b), and the other side extends upward from one side and protrudes outside the external cooling tank (40), and is a transfer conveyor (50) that transfers the copper foil material cooled and manufactured in the internal cooling tank (30). ); and consists of,
In order to prevent the melt inside the cavity 11 of the tundish 10 from solidifying, a heating device 60 is further provided to apply flame to the cavity 11 by supplying fuel and oxygen,
a liquefied oxygen tank (70) in which oxygen supplied to the heating device (60) is stored in a liquid state;
A vaporizer (80) connected to the acidifying liquid oxygen tank (70) and the heating device (60) through a pipe and vaporizing liquid oxygen;
The vaporizer 80 is installed inside, and the coolant discharged from the external cooling tank 40 is stored inside to exchange heat between the coolant and liquid oxygen passing through the vaporizer 80. Characterized in that it is further provided with a heat exchange tank (90) to which the coolant spray nozzle (33) and the coolant supply pipe (42) are connected.
Equipment for manufacturing copper foil material for cathode materials.
제 1항에 있어서,
상기 냉각수분사노즐(33)은 평면상에서 상부케이스(31)의 반대편 벽면을 향하되, 상부케이스(31)의 중앙을 빗겨나는 방향을 이루도록 이루어져 있고,
서로 인접한 냉각수분사노즐(33)들은 동일한 방향으로 빗겨나도록 이루어져 있어 냉각수분사노즐(33)에서 분사되는 냉각수로 하여금 상부케이스(31)을 중앙을 기준으로 나선형의 유체 흐름을 유도하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는,
음극재용 동박 소재 제조 장치.
According to clause 1,
The coolant spray nozzle 33 is directed toward the opposite wall of the upper case 31 in a plane, and is oriented away from the center of the upper case 31,
The coolant spray nozzles (33) adjacent to each other are configured to deviate in the same direction, so that the coolant sprayed from the coolant spray nozzles (33) induces a spiral fluid flow based on the center of the upper case (31). doing,
Equipment for manufacturing copper foil material for cathode materials.
제 2항에 있어서,
상기 나선형의 유체 흐름은 상기 턴디시(10)의 회전 방향과 동일한 방향을 이루도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는,
음극재용 동박 소재 제조 장치.
According to clause 2,
Characterized in that the spiral fluid flow is in the same direction as the rotation direction of the tundish (10),
Equipment for manufacturing copper foil material for cathode materials.
제 1항에 있어서,
상기 외부냉각탱크(40)의 상측 벽면 높이는 상기 내부냉각탱크(30)의 상부케이스(31) 상측 벽면 높이와 동일하게 이루어져 있어,
냉각수분사노즐(33)의 분사에 의해 용융체를 냉각시킨 냉각수가 상부케이스(31) 상측 벽면을 넘은 후, 외부냉각탱크(40)의 상측 벽면을 연속으로 넘어 배출되도록 함으로써 외부냉각공간(41) 내부의 냉각수 과열을 억제하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는,
음극재용 동박 소재 제조 장치.
According to clause 1,
The height of the upper wall of the external cooling tank 40 is the same as the height of the upper wall of the upper case 31 of the internal cooling tank 30,
The coolant, which has cooled the molten body by spraying from the coolant spray nozzle 33, passes over the upper wall of the upper case 31 and is then continuously discharged over the upper wall of the external cooling tank 40, thereby forming the inside of the external cooling space 41. Characterized in that it is configured to suppress overheating of the coolant of,
Equipment for manufacturing copper foil material for cathode materials.
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