KR19990051492A

KR19990051492A - 금속분말 피복장치

Info

Publication number: KR19990051492A
Application number: KR1019970070835A
Authority: KR
Inventors: 전진익
Original assignee: 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원; 홍상복; 포스코신기술연구조합
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-05
Also published as: KR100256325B1

Abstract

본 발명은 피치 및 수지류의 용융시 발생되는 인화성 유해가스를 열원으로 사용하게 되어 연료비가 절약되고, 환경공해가 감소되며, 압축공기를 분사, 냉각하여 미세한 입자를 만들기 때문에 별도의 분쇄공정이 필요없게 되어 공정을 단순하게 할수 있고, 구형으로 입자가 생성되어 저장및, 배출이 쉽게 이루어질수 있는 금속분말 피복장치에 관한 것이다.

본 발명은, 중공원통형의 구조를 갖는 외부용기; 상기 외부용기의 내측에 위치되고, 내부에는 피치,수지류 및 금속분말이 장입되며, 상기 외부용기와의 사이에서 연도를 형성하여 상기 피치, 수지류를 상기 열원가스에 의해서 용융시키는 내부용기; 상기 내부용기의 내측에 위치된 교반날개를 갖추어 내부용기내의 피치,수지류 및 금속분말을 서로 혼합시키는 교반기; 상기 피복금속 분말 토출구에 인접하는 분사가스 포집구를 갖추고, 상기 내부용기의 상단 가스배출구를 갖추며, 상기 버너 유입구에 가스유도구를 갖는 한편, 이들을 연도로서 연결하는 가스 포집관; 및, 상기 배출노즐에 인접한 압축공기 분사구를 갖추고, 상기 배출노즐에서 유출되는 피복금속분말을 피복금속 분말 토출구로 향하여 분사 냉각시키면서 배출시키는 압축공기 분사관;을 포함하는 금속분말 피복장치를 제공한다.

Description

금속분말 피복장치

본 발명은 정형 및 부정형 내화물용 재료로서 사용되는 산화방지용 금속분말을 피치(Pitch) 및 수지류로서 피복하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 피치 및 수지류의 용융시 발생되는 인화성 유해가스를 열원으로 사용하게 되어 연료비가 절약되고, 환경공해가 감소되며, 압축공기를 분사, 냉각하여 미세한 입자를 만들기 때문에 별도의 분쇄공정이 필요없게 되어 공정을 단순하게 할수 있고, 구형으로 입자가 생성되어 저장및, 배출이 쉽게 이루어질수 있는 금속분말 피복장치에 관한 것이다.

일반적으로, 탄소함유 내화물에서는 탄소의 산화를 방지하기 위해 Al, Mg, Mg-Al, Si 금속분말이 사용되고 있다. 상기와 같은 탄소함유 내화물에서 정형용 내화물에 사용되는 금속분말은 사용전에 문제점을 발생치 않으나 사용중 내부에 존재하는 산화방지용 금속분말들이 산화됨으로 인해 산화방지 효과가 감소되는 문제점이 있다. 이와 같이 산화방지 금속분말의 조기 산화를 억제하기 위한 제조방법이 특개평 5-43336(부정형 내화물용 금속분말)에 제안되어 있다.

그리고, 부정형 내화물은 물을 이용하여 습식으로 시공하는 경우, 양생, 건조, 예열하는 동안에 부정형 내화물의 원료가 되는 마그네시아 및 알루미나 시멘트 등에 의해서 물의 pH가 알카리로 변화됨으로서 금속분말과 반응하고 가스를 발생시킨다. 따라서, 가스의 발생으로 인해서 부정형 내화물의 폭열을 방지하는 효과가 있으나 금속분말의 수화에 의한 시공체의 변화로 시공체의 치밀화가 억제되고 균열이 발생되어 시공체의 물성이 나빠지는 결과를 초래한다.

따라서, 금속분말의 수화에 의한 시공체의 약화를 방지하기 위해서는 금속분말과 수분의 접촉을 방지하여야 하며, 이러한 경우에는 금속분말이 피치(Pitch), 페놀수지, 왁스등으로 피복하는 것이 제안되고 있다.

특개소58-190876(1983.11.7 탄소함유 유입용 내화물)에서는 탄소입자와 Al금속분말을 혼합하고, 혼합된 분말에 합성수지로 피복한 금속분말을 탄소함유 부정형 내화물에 사용하면 알루미늄 금속분말의 수화를 방지하여 내산화성, 내스폴링성, 내침식성등이 우수한 부정형 내화물 시공체를 얻을 수 있다고 제안되어 있다.

그리고, 특개평5-43336(1993.2.23 부정형 내화물용 금속분말)에는 금속분말에 왁스와 열가소성 수지를 사용하여 균일하게 금속분말을 피복하는 방법이 제안되어 있다. 상기의 방법들은 금속분말을 피복하는데 있어서 피복된 금속분말을 분쇄하여 미분화시키고, 내화물 원료로 사용하고 있는데 이와 같은 피복된 금속분말의 분쇄시에는 금속 파단면이 나타나게 되어 산화억제 효과가 감소되는 결점과 분쇄공정을 거쳐야 하기 때문에 작업공정이 비경제적이다.

또한, 분쇄된 분말을 포장하기 위해서는 취급할 때 유독성 분진이 다량 발생하므로서 작업환경을 악화시키는 문제점이 발생하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 피치 및 수지류를 용융시키기 위한 연료비가 절약되고, 환경공해가 감소되며, 피복된 금속분말의 별도의 분쇄공정이 필요없게 되어 공정을 단순하게 할수 있고, 구형으로 입자가 생성되어 저장및, 배출이 쉽게 이루어질수 있는 금속분말 피복장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 금속분말 피복장치를 도시한 구성도;

도 2는 도 1의 A-A선을 따른 단면도;

도 3은 본 발명의 금속분말 피복장치에 갖춰진 압축공기 분사구를 도시한 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..... 외부용기 12..... 버너 가열구

14..... 버너 16..... 금속분말 토출구

20..... 내부용기 22..... 뚜껑

25..... 연돌 30..... 교반기

36..... 모터 38..... 베벨기어

40..... 가스 포집관 49..... 배기팬

50..... 압축공기 분사관

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정형 및 부정형 내화물용 재료로서 사용되는 산화방지용 금속분말을 피치(Pitch) 및 수지류로서 피복하는 장치에 있어서, 중공원통형의 구조를 갖추고, 하단 일측으로는 버너 유입구가 형성되어 내부로 열원이 유입되며, 하단 타측에는 피복금속분말 토출구가 형성된 외부용기; 상기 외부용기의 내측에 위치되고, 내부에는 피치,수지류 및 금속분말이 장입되며, 상기 외부용기와의 사이에서 연도를 형성하여 상기 피치, 수지류를 상기 열원가스에 의해서 용융시키고, 하단에는 배출노즐이 형성된 내부용기; 상기 내부용기의 내측에 위치된 교반날개를 갖추고, 상기 교반날개를 회전시키기 위한 모터가 외부에 장착되어 내부용기내의 피치,수지류 및 금속분말을 서로 혼합시키는 교반기; 상기 피복금속 분말 토출구에 인접하는 분사가스 포집구를 갖추고, 상기 내부용기의 상단 가스배출구를 갖추며, 상기 버너 유입구에 가스유도구를 갖는 한편, 이들을 연도로서 연결하여 상기 내부용기에서 발생된 가스와, 상기 피복금속 분말 토출구로 배출되는 가스를 포집하여 버너 유입구로 공급하는 가스 포집관; 및, 상기 배출노즐에 인접한 압축공기 분사구를 갖추고, 상기 배출노즐에서 유출되는 피복금속분말을 피복금속 분말 토출구로 향하여 분사 냉각시키면서 배출시키는 압축공기 분사관;을 포함함을 특징으로 하는 금속분말 피복장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 금속분말 피복장치(1)를 도면에 근거하여 설명하면, 도 1은 피치(Pitch)를 용융시켜 금속분말에 피복하는 장치의 사시도이고, 도 3은 피복된 금속 분말을 토출시켜 압축공기로 분사, 냉각하는 노즐의 구성도이다.

본 발명의 금속분말 피복장치(1)는 중공원통형의 구조를 갖는 외부용기(10)가 갖춰지고, 상기 하단 일측으로는 버너 유입구(12)가 형성되어 외부의 버너(14)로 부터 내부로 열원이 유입되며, 하단 타측에는 피복금속분말 토출구(16)가 형성된다. 그리고, 상기 외부용기(10)는 상단이 개방된 구조를 갖는 것이다. 그리고, 상기 외부용기(10)의 내측에는 중공형의 내부용기(20)가 위치되는 바, 이는 상단에는 뚜껑(22)이 형성되며, 상기 뚜껑(22)에는 투입구(24)가 형성되어 내부로 피치,수지류 및 금속분말이 장입된다. 그리고, 상기 뚜껑(22)에는 이후에 설명예정인 가스포집관(40)의 가스배출구(42)가 형성되는 것이며, 상기 외부용기(10)와의 사이에서 연돌(25)을 형성하여 상기 피치, 수지류를 상기 열원가스에 의해서 용융시키는 것이다. 그리고, 상기 내부용기(20)의 하단에는 배출노즐(28)이 형성된 구조를 갖는다.

또한, 상기 내부용기(20)의 내측에는 교반기(30)의 교반날개(32)를 갖추는바, 상기 교반날개(32)는 상,하 복수개로 된 것으로 이는 상기 내부용기(20)내에 중심축(32a)을 통하여 회전가능하도록 장착되고, 상기 중심축(32a)은 그 상단에 기어박스(34)를 갖추어 상기 교반날개(32)를 회전시키기 위한 모터(36)의 회전축(36a)에 연결되는 것이다.

또한, 상기 기어박스(34)내에는 동력을 직각으로 전달하는 베벨기어(38)쌍을 갖출수 있으며, 상기 기어박스(34)로 향하여 외부에 장착된 모터(36)의 회전축(36a)이 연장될수 있다. 따라서, 상기 교반기(30)는 구동모터(36)의 작동으로 교반날개(32)를 내부용기(20)의 내에서 회전시킴으로서 피치,수지류 및 금속분말을 서로 혼합시키는 것이다.

그리고, 상기 외부용기(10)의 피복금속 분말 토출구(16)에 인접하여 분사가스 포집구(43)를 갖는 가스 포집관(40)을 갖는바, 상기 가스 포집관(40)은 내부용기(20)의 상단에 가스포집구(42)를 갖추며, 외부용기(10)의 버너 유입구(12)에는 가스유도구(45)를 갖는다. 한편, 상기 분사가스 포집구(43)와 가스포집구(42) 및 가스유도구(45)들은 하나의 연도(47)로서 연결되어 상기 내부용기(20)에서 발생된 가스와, 상기 피복금속 분말 토출구(16)로 배출되는 가스를 포집하여 버너 유입구(12)로 공급하도록 구성되는 것이다. 그리고, 상기 가스 포집관(40)에는 포집된 가스가 버너가열구(12)방향으로 쉽게 흐르도록 배기팬(49)이 설치된다.

한편, 상기 가스 유도구(45)는 그 하단이 ㄴ형의 절곡부(45a)를 형성하고, 상기 절곡부(45a)가 상기 버너 가열구(12)의 중앙에 위치되도록 함으로서 상기 버너 가열구(12)로 상기 가스 유도구(45)의 가스가 흡인되도록 구성된 것이다.

그리고, 상기 내부용기(20)의 배출노즐(28)에 인접하여 압축공기 분사구(52)를 갖는 압축공기 분사관(50)이 갖춰지며, 이는 금속분말의 용융과 혼합이 완료되면 배출밸브(53)를 열어서 배출밸브(28)로 하강시키고, 상기 배출노즐(28)에서 유출되는 피복금속분말을 피복금속 분말 토출구(16)로 향하여 분사 냉각시키면서 배출시키는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 금속분말 피복장치(1)는 내부용기(20)의 투입구(24)로 피복하기를 원하는 피치, 수지류 및 금속분말 등을 장입하고, 버너 가열구(12)를 통하여 내부용기(20)를 가열하며 교반기(30)로서 내부용기(20)의 내측을 교반하여 열원에 의해서 가열용융된 피치 혹은 수지류와 금속분말이 균일하게 피복되도록 한다.

이러한 경우, 상기 내부용기(20) 및 외부용기(10)의 상부는 밀봉되지 않음으로서 연소공기가 빠져 나가는 연통구실을 한다. 내부용기(20)의 가열중에 발생되는 가스는 가스 포집관(40)의 가스 포집구(42)에 의해서 포집되고, 금속분말 토출구(16)측으로 배출되는 가스는 분사기스 포집구(43)를 통하여 포집하여 연도(47)를 통하여 가스 유도구(45)로 배출되도록 하는 것이다. 따라서, 내부용기(20)의 가열중에 발생되는 가스는 버너가열구(12)로 재투입되고, 버너(14)의 열원에 의해서 완전 연소되어 유해가스가 발생하지 않은 상태로 외부용기(10)와 내부용기(20)사이의 공간을 통하여 내부용기(20)를 가열시키면서 배출되는 것이다.

상기와 같이, 내부용기(20)내에서 금속분말은 용융상태의 피치와 수지에 의하여 피복되고, 내부용기(20)의 하단 배출노즐(28)을 통하여 자중에 의하여 유출된다. 이러한 금속분말의 유출물은 금속분말이 토출되면서 압축공기에 의해 분사, 냉각됨으로서 대략 0.7mm이하의 피복금속분말이 형성되는 것이다.

상기에서 압축공기 분사구(52)는 간극이 대략 1mm로 고정되어 있고, 길이는 배출노즐(28)과 같은 길이이며,그 크기등은 변경조정이 가능하도록 되어 있다.

그리고, 압축공기 분사구(52)로 공급되는 압축공기는 3~7kg/cm²로 공급 되며, 상기 압축공기가 3kg/cm²보다 그이하로 낮게되면 분사되어 형성되는 피복된 분말의 입자가 크게 되기 때문에 3kg/cm²이상의 압력으로 분사한다. 이렇게 분사, 냉각된 피복입자들은 입자가 0.7mm이하의 미세한 구형입자로 되기 때문에 취급시 분진발생이 없어 포장작업 및 사용할 때 작업성이 좋아지는 것이다.

상기에서와 같이, 본 발명에 의하면 용융시 발생되는 인화성 유해가스를 열원으로 사용하게 되어 연료비가 절약되고, 공해가 감소되는 효과를 얻을수 있으며, 압축공기로 분사, 냉각하여 미세한 입자를 만들기 때문에 별도의 분쇄공정이 필요없게 되어 공정을 단순하게 할수 있는 효과가 있다. 또한, 생산되는 피복금속분말들은 구형으로 입자가 만들어지기 때문에 입자의 유동성이 우수하여 저장, 배출이 쉽게 이루어지는 부가적인 효과도 있다.

Claims

정형 및 부정형 내화물용 재료로서 사용되는 산화방지용 금속분말을 피치(Pitch) 및 수지류로서 피복하는 장치에 있어서, 중공원통형의 구조를 갖추고, 하단 일측으로는 버너 유입구(12)가 형성되어 내부로 열원이 유입되며, 하단 타측에는 피복금속분말 토출구(16)가 형성된 외부용기(10); 상기 외부용기(10)의 내측에 위치되고, 내부에는 피치,수지류 및 금속분말이 장입되며, 상기 외부용기(10)와의 사이에서 연돌(25)을 형성하여 상기 피치, 수지류를 상기 열원가스에 의해서 용융시키고, 하단에는 배출노즐(28)이 형성된 내부용기(20); 상기 내부용기(20)의 내측에 위치된 교반날개(32)를 갖추고, 상기 교반날개(32)를 회전시키기 위한 모터(36)가 외부에 장착되어 내부용기(20)내의 피치,수지류 및 금속분말을 서로 혼합시키는 교반기(30); 상기 피복금속 분말 토출구(16)에 인접하는 분사가스 포집구(43)를 갖추고, 상기 내부용기(20)의 상단 가스포집구(42)를 갖추며, 상기 버너 유입구(12)에 가스유도구(45)를 갖는 한편, 이들을 연도(25)로서 연결하여 상기 내부용기(20)에서 발생된 가스와, 상기 피복금속 분말 토출구(16)로 배출되는 가스를 포집하여 버너 유입구(12)로 공급하는 가스 포집관(40); 및, 상기 배출노즐(28)에 인접한 압축공기 분사구(52)를 갖추고, 상기 배출노즐(28)에서 유출되는 피복금속분말을 피복금속 분말 토출구(16)로 향하여 분사 냉각시키면서 배출시키는 압축공기 분사관(50);을 포함함을 특징으로 하는 금속분말 피복장치.
제 1항에 있어서, 상기 가스 유도구(45)는 그 하단이 ㄴ형의 절곡부(45a)를 형성하고, 상기 절곡부(45a)가 상기 버너 가열구(12)의 중앙에 위치되도록 함으로서 상기 버너 가열구(12)로 상기 가스 유도구(45)의 가스가 흡인되도록 구성됨을 특징으로 하는 금속분말 피복장치.
제 1항에 있어서, 상기 가스 포집관(40)에는 포집된 가스가 버너가열구(12)방향으로 쉽게 흐르도록 배기팬(49)이 설치됨을 특징으로 하는 금속분말 피복장치.
제 1항에 있어서, 상기 내부용기(20)의 가열중에 발생되는 가스는 버너가열구(12)로 재투입되고, 버너(14)의 열원에 의해서 완전 연소되어 유해가스가 발생하지 않은 상태로 외부용기(10)와 내부용기(20)사이의 공간을 통하여 내부용기(20)를 가열시키면서 배출됨을 특징으로 하는 금속분말 피복장치.