KR20080014746A

KR20080014746A - 열을 이용하여 코팅 및/또는 불순물을 제거하기 위한 장치및 방법

Info

Publication number: KR20080014746A
Application number: KR1020077024529A
Authority: KR
Inventors: 오프네일 헨리 페리; 리팻 알차라비
Original assignee: 오프네일 헨리 페리; 리팻 알차라비
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2008-02-14
Also published as: EA013650B1; EA200702070A1; BRPI0609570A2; JP2008537992A; US20090038177A1; GB0506033D0; EP1875146A1; CA2602021A1; CN101184968A; UA91217C2; WO2006100512A1; MX2007011768A; US8231382B2

Abstract

본 발명은 열을 이용한 코팅의 제거 및/또는 코팅 및/또는 오염물을 건조시키는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 적어도 하나의 서포트; 각각의 서포트에 장착되고, 처리될 소재를 받아들이기에 적합한 오븐(10); 각각의 오븐은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동될 수 있고, 제1 위치에서는 오븐의 제1 부분이 제2 부분보다 일반적으로 높고, 제2 위치에서는 제2 부분이 일반적으로 제1 부분보다 높으며, 사용시에는 오븐 내의 소재가 한 부분에서 다른 부분으로 떨어지도록 오븐이 제1 위치와 제2 위치 사이를 반복적으로 이동한다. 상기 장치는, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 발생시키기 위하여 적어도 하나의 애프터버너와, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 오븐의 처리영역(treatment zone)으로 인도하기 위한 통로수단(conduit means) 및, 상기 가스를 적어도 하나의 애프터버너로 돌아가도록 하기 위한 배출수단(exhaust means)을 포함하고, 상기 오븐 또는 각각의 오븐은 통합된 애프터버너를 포함하지 않는다.

오븐, 코팅, 박피

Description

열을 이용하여 코팅 및/또는 불순물을 제거하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for thermally removing coatings and/or impurities}

본 발명은 소재들(materials) 구체적으로는, 배치 공정(batch processing)에 특별히 적합한 소재들로부터 코팅 및/또는 불순물을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 WO 01/98092A1으로 공개된 국제특허출원에 개시된 오븐의 형태(the type of oven)를 개량(development)한 것이고, WO 01/98092A1에 개시된 내용은 본 명세서에 포함된다.

알루미늄, 마그네슘 및 다른 금속과 비금속과 같은 소재들(materials)을 재활용(recycle)하기 위한 요구가 증가되고 있다. 종종 이러한 소재들은 페인트, 오일, 물, 라커(lacquers), 플라스틱, 또는 다른 휘발성 유기 화합물(V.O.C.s)로 코팅되어 있는데 이것들은 소재들이 재용융되기 전에 제거되어야 한다. 용융되지 않고 비교적 높은 온도에서 처리될 수 있는 소재들에 대해서는 불순물들이 박피(de-coating)라고 알려진 열적 공정(thermal process)을 통하여 제거된다. 이러한 열적 박피공정(thermal de-coating processes)은 재용융(remelting) 전(前)에 소재들을 건조 및/또는 소독을 위하여 사용될 수도 있다.

예를 들어, 알루미늄은 페인트, 라커, 및/또는 다른 V.O.C.s로 코팅된 음료 캔을 만들기 위하여 자주 사용된다. 이미 사용된 음료수 캔(U.B.C.s) 또는 음료수 캔의 제조공정에서 발생된 스크랩 물질들은 재활용을 위해 용융되기 전에, 금속의 손실을 최소화하기 위하여 여하한 코팅이나 그 밖의 불순물이 제거되어야만 한다.

그러나, 열적 박피는 알루미늄에만 한정되지 않고 임의의 금속 또는 열적 박피공정에 수반되는 온도에 견딜 수 있는 비금속재료를 세정하거나 정제하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 열적박피는 마그네슘 또는 마그네슘 합금 또는 티타니움(titanium) 또는 티타니움 합금(titanium alloys)을 박피하거나 정제하는데 사용될 수 있다.

알려진 열적 박피 공정은, 제거되는 코팅 및/또는 불순물을 산화시키기 위해 처리되는 소재를 고온의 가스에 노출시키는 것을 수반한다. 이러한 노출은 박피 공정 동안 고온 가스의 온도와 산소 함유량이 조절될 수 있는 밀폐되고 제어된 환경에서 이루어진다. 대부분의 유기 화합물을 제거하기 위해서는 300℃를 초과하는 온도가 요구되며, 통상적으로 6% 내지 12% 범위의 산소 농도가 요구된다.

만약, 고온 가스의 온도와 산소 농도가 주의깊게 조절되지 않으면, 상기 공정은 매우 위험할 수 있는, 제어되지 않은 작업이 된다.

통상적으로 상기 소재는 처리에 앞서 조각조각 부서지게 되는데, 이것은 조각난 소재의 모든 표면이 고온 가스에 노출될 수 있도록 하여 효과적인 박피에 매우 중요하다. 만약 이것이 없다면, 처리는 비효율적일 뿐만 아니라, 특히 이미 사용된 음료수 캔(U.B.C.s)에 있어서는, 처리되는 소재의 표면에 검은 얼룩 자국이 남겨질 수도 있다. 또한, 처리를 하는 동안 소재를 휘저음으로써 느슨한 피막 또는 불순물을 소재로부터 물리적으로 제거하는 것이 바람직하다.

현재 열적 박피를 위해 산업계에서 사용되는 세 가지 주요 시스템이 있는데 이들은 다음과 같다.

1. 정적(靜的) 오븐(static oven)

정적 오븐에 있어서, 소재는 와이어 메쉬(mesh) 위에 적재되고 고온 가스가 오븐을 통해 재순환되면서 소재를 요구되는 공정 온도까지 가열하게 된다.

이러한 구조는 고온 가스가 메쉬 상에 적재된 소재의 내부에 포획된 소재와는 접촉을 하지 못하기 때문에 효율적이지 못하다. 전술한 바와 같이, 박피(코팅제거, de-coating)에 있어서는 처리되는 소재의 모든 표면이 고온 가스에 노출되는 것이 중요하다. 또한, 처리되는 소재를 휘젓는 것도 없다.

2. 컨베이어 오븐(conveying oven)

이 시스템은 처리되는 소재를 오븐을 통해 운반하기 위해 메쉬 벨트 컨베이어를 사용한다. 벨트 상의 소재가 오븐을 통과할 때 고온 가스가 상기 소재를 관통하게 된다. 이러한 방식의 문제점은 다음과 같다.

벨트 위에 있는 소재의 깊이가 공정을 제한한다. 소재가 적재되므로, 상기 정적 오븐에서 발견되었던 것과 유사하게 적재 중심부의 소재가 고온 가스와 접촉하지 못하는 문제가 야기된다.

소재를 휘젓는 것이 없으므로 느슨한 피막(코팅)이 제거되지 않는다.

컨베이어 벨트의 수명이 짧다.

소재가 일정하게 공급되어야만 한다.

상기 공정은 부피가 작거나 또는 연속적으로 변하는 제품(product)에 대해서는 부적당하다.

3. 회전 화로(火爐)(rotating kiln)

대형 화로가 수평방향에 대해 기울어져, 상단부로부터 그 화로 내부로 공급되거나 장입된 소재가, 배출이 이루어지는 하단부를 향해 중력의 영향으로 유동할 수 있도록 되어 있다. 상기 화로는 회전되어 화로 내부의 소재는 교반되고, 화로를 통해 소재가 유동할 때 이를 가열하기 위해 고온 가스가 공급된다. 이러한 방식은 다음과 같은 많은 문제점을 가지고 있다.

소재는 일정하게 공급되어야만 한다.

부피가 작고 연속적으로 변하는 제품(product)에 대해서는 부적절한 공정이다.

상기 연속 공정은 소재의 장입 및 배출이 이루어지는 양단부에서 공기에 대한 기밀(에어록, air locks)을 필요로 한다.

상기 화로는 높은 수준의 유지관리가 요구되는 회전 실(seal)을 요구한다.

국제특허공개 WO 01/98092는 열적 박피를 위해 종래에 알려진 장치와 방법의 많은 문제점들을 극복할 수 있는 회동가능한 또는 기울어질 수 오븐을 개시한다. 상기 오븐의 구성과 동작에 대한 상세한 설명에 대해서는 국제특허공개 WO 01/98092 A1을 참조하라. 그러나, 간단히 말해, 상기 오븐은 처리되는 소재를 수납하는 장입부(charging portion) 및 전환부(changeover portion)를 가진다. 상기 전환부 내에 일체화된 열처리 챔버를 통해서 고온 가스의 흐름이나 유동이 이루어질 수 있다. 상기 오븐은, 상기 전환부의 위치가 장입부보다 높은 제1 위치와 상기 장입부의 위치가 전환부보다 높은 제2 위치 사이에서 회동가능하게 구동될 수 있다. 상기 배열은, 오븐이 상기 제1 및 제2 위치 사이를 반복적으로 움직일 수 있도록 이루어져, 오븐 내의 소재가 열처리 챔버 내의 고온 가스의 유동을 통과해 일 부분에서 타 부분으로 낙하할 수 있도록 구성된다. 상기 장치를 사용하는 방법도 또한 개시되어 있다.

상기와 같이 알려진 오븐은 일괄 공정(batch process)에서 비교적 부피가 작은 소재를 처리하는데 사용될 수 있는 장점을 가진다. 추가적인 장점은 상기 오븐의 운동을 제어함으로써 처리되는 소재를 상기 열처리 챔버 내외로 자유자재로 이동시킬 수 있으며, 이것은 오븐이 셀프 서스테인드 프로세스 히팅(self sustained process heating)(autothermic process라고도 알려짐)을 유발할 수도 있는 과도한 휘발성 유기화합물을 배출하지 않고 안전하게 작동되는 것을 가능하게 한다. 이 제어된 동작은 VOCs가 제어된 방식으로 배출되도록 하고 상기 처리공정을 미세한 정도로 제어하는 것을 허용한다.

WO 01/98092 A1에 개시된 오븐의 바람직한 실시예에서는, 메인 애프터버너(main after burner)가 오븐의 몸체(the body of the oven)와 일체가 된 애프터버너 챔버 내에 위치하고, 오븐이 다른 위치로 회동하면 상기 애프터버너도 오븐과 함께 이동한다.

WO 01/98098에 개시된 오븐은 비교적 부피가 작은 소재에 대한 열적 박피에 있어서 상업성을 겸비하며 기술적으로 수용가능한 수단으로서 동작이 양호한 것으 로 나타났다. 그러나, 이동하는 오븐의 몸체(the body of the oven)와 일체가 된 메인 애프터버너 챔버(main after burner chamber)의 위치는 어떤 적용에서는 이상적이지 않은 것으로 밝혀졌다.

알려진 상기 오븐의 문제점들을 극복하거나 줄일 수 있는 개량된 오븐을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

따라서, 본 발명의 제1 면에 따르면, 열적으로 박피(de-coating) 및/또는 코팅 및/또는 오염된 소재를 건조시키는 장치를 제공한다.

상기 장치는,

적어도 하나의 서포트; 상기 서포트 또는 각각의 서포트에 장착되고, 처리될 소재를 받아들이기에 적합한 오븐; 각각의 오븐은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동될 수 있고, 제1 위치에서는 오븐의 제1 부분이 제2 부분보다 일반적으로 높고, 제2 위치에서는 제2 부분이 일반적으로 제1 부분보다 높으며, 배열이 이렇기 때문에 사용시에는 오븐 내의 소재가 한 부분에서 다른 부분으로 떨어지도록 오븐이 제1 위치와 제2 위치 사이를 반복적으로 이동하고,

상기 오븐 또는 각각의 오븐은 통합된 애프터버너챔버(integral afterburner chamber)를 포함하지 않고,

상기 장치는, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 발생시키기 위하여 적어도 하나의 애프터버너와, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 오븐의 처리영역(treatment zone)으로 인도하기 위한 통로수단(conduit means) 및, 상기 가스를 적어도 하나의 애프터버너로 돌아가도록 하기 위한 배출수단(exhaust means)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 처리영역은 처리될 소재 및 소재의 토포로지(topology)에 따라서 오븐의 제1 부분 또는 제2 부분에 위치하거나, 또는 각 부분에 부분적으로 위치한다.

본 발명에 따른 장치는 하나의 오븐과 하나의 애프터버너; 하나의 오븐과 다수개의 애프터버너; 다수개의 오븐과 하나의 버너 또는 다수개의 오븐과 다수개의 애프터버너;를 포함한다.

오븐과 함께 회동하지 않는 애프터버너를 구비하는 것은 더 간단하고, 따라서 열을 이용하여 소재로부터 코팅의 제거 및/또는 불순물을 제거하는 문제에 대한 덜 비싼 해결책을 제공한다는 잇점이 있다.

본 발명의 제2 면에 따르면, 열적으로 박피(de-coating) 및/또는 코팅 및/또는 오염된 소재를 건조시키는 방법을 제공한다.

상기 방법은;

적어도 하나의 서포트와, 상기 서포트 또는 각각의 서포트에 장착되고 처리할 소재를 수납하기에 적합한 오븐; 각각의 오븐은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있고, 제1 위치에서는 제1 부분이 일반적으로 제2 부분보다 높고 제2 위치에서는 일반적으로 제2 부분이 제1 부분보다 높은 장치를 준비하고;

소재를 오븐 내에 배치하고;

오븐 내의 소재가 한 위치에서 다른 위치로 떨어지도록 제1 위치와 제2 위치 사이를 반복적으로 이동시키고;

상기 오븐 또는 각각의 오븐은 필수적인 애프터버너챔버(integral afterburner chamber)를 포함하지 않고,

아래의 도면들을 참조하여 본 발명의 예에 불과한 바람직한 실시예들이 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 오븐을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 2는 하나의 애프터버너와 조합된 도 1의 오븐을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 3은 도 2의 장치를 위에서 바라본 개략적인 평면도이다.

도 4는 두 개의 오븐과 하나의 애프터버너를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 위에서 바라본 평면도이다.

도 5는 하나의 오븐과 두 개의 애프터버너를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 제3 실시예를 위에서 바라본 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 열적으로 박피(de-coating) 및/또는 코팅 및/또 는 오염된 소재를 건조하기 위한 장치의 부분을 형성하는 오븐이 개시되어 있다. 오븐은 일반적으로 10으로 표시된다.

오븐(10)은, 일반적으로 2로 표시되고, 제1 부분(4), 중앙영역(central zone)(8)을 가지는 제2 부분(6)을 포함하는 공정챔버(process chamber)를 포함한다. 처리영역(treatment zone)은 제1 부분(4)과 중앙영역(8)을 포함한다. 고온가스(hot gas)(12)의 스팀은 오븐(10)의 한쪽 측면에서부터 다른 측면을 통과하여 처리영역을 통과한다.

오븐의 한쪽 측면에는 개구(aperture)(7)를 통하여 제1 재순환 팬(16)에 의하여 중앙영역(8)으로부터 가스가 배출되는 재순환 챔버(14)가 있다(On one side of the oven is recirculation chamber 14 into which the gasses are drawn from the central zone 8 through an aperture 7 by a first recirculating fan 16). 오븐의 다른 쪽 면에는 고온가스(hot gasses)(12)가 제트 팬(17)에 의하여 공정챔버(2)로 배출될 수 있다.

통로(conduit)(18)은 재순환 챔버(14)로부터 애프터버너 챔버(afterburner chamber)(20)으로 이동하는 가스를 가이드하고, 애프터버너 챔버(20) 내에서 상기 가스는 버너(22)에 의하여 가열된다. 애프터버너 챔버(20)의 벽은 공냉 스테인레스 스틸 벽(air-cooled stainless steel walls) 또는 대안적으로 적합한 내화물질로 입혀질 수 있다(may be lined with).

가스를 가열하는 버너(22)는 가스 또는 액체 연료 또는 둘 다 모두에 의하여 작동되도록 설계될 수 있다. 바람직하게, 처리영역에서 소재로부터 열적으로 벗겨 지는 휘발성유기화합물(V.O.C.s)를 태울 수 있도록 설계된다. 이 V.O.C.s는 재순환팬(16)에 의하여 가스(12)와 함께 처리영역으로부터 배출되고, 필요한 경우에는 재수순환 챔버(14) 내에서 공기(30)와 혼합된다.

V.O.C.s를 연소시킴으로써 가스(12)를 요구되는 작동온도까지 가열하기 위하여 공급되어야 하는 연료가 작기 때문에 오븐의 전체적인 열효율이 증가한다. 만약, 충분한 V.O.C.s가 존재한다면, 상기 공정이 열적으로 자동적으로 작동되도록 하기 위하여(so that the process can operate autothermically) 가스를 요구되는 온도까지 가열하기 위한 추가적인 연료가 필요하지 않다.

V.O.C.s를 연소시키는 것은 재순환가스로부터 이러한 오염물질을 제거함으로써 배출의 제어를 향상시키고, 애프터버너 챔버로부터 배출되는 가스를 처리하기 위한 추가적이고 고가(高價)의 처리작업의 필요성을 줄여주는데, 이 점은 아래에서 설명될 것이다.

고온 가스는 애프터버너 챔버(20)로부터 공정챔버(2)의 측벽에 형성된 개구(24)를 통하여 제1 부분(4)과 공정챔버(2)의 중앙영역(8)에 걸쳐있는 처리영역에 유입되는데, 상기 개구(24)가 형성된 측벽은 재순환 챔버(14)로부터 오븐과 마주보는 면이다.

제트팬(17)은 개구(aperture)(24)를 통하여 오븐으로 들어가는 고온가스(12)를 공정챔버(2)로 향하게 한다. 고온가스(12)는 재순환팬(16)에 의하여 공정챔버(2)를 우회하고 공정챔버(2)를 통과하지 않고 재순환챔버(14)로 향할 수도 있다.

제어시스템은 처리되고 있는 소재의 열적 박피(thermal de-coating)를 위해 안전하고 효과적으로 작동될 수 있는 한계 내에서 시스템이 작동되도록 처리영역 내의 산소 레벨과 가스 온도를 관찰하고 조절한다. 전형적으로, 대부분의 유기 화합물을 제거하기 위하여 산소레벨은 16% 아래로 유지되고 온도는 300도를 넘도록 유지된다.

보조적인 신선한 공기유입구(30)가 또한 재순환챔버(14)에 구비된다. 보조적인 유입구(30)는 공기가 공기공급챔버(32)를 경유하여 재순환챔버에 유입되어 고온가스와 혼합되고 필요한 경우에는 팬(16)을 냉각시키도록 한다. 제어시스템은 팬의 온도를 관찰하고, 팬의 온도가 최대허용 작동온도 아래에 있도록 보조적인 유입구(30)를 통하여 공기의 흐름을 조절하기 위하여 밸브를 작동시킨다. 제어시스템은 필요한 경우에 처리영역에서 요구되는 산소의 농도와 가스의 온도를 유지하기 위하여 보조적인 유입구(30)를 통한 공기의 흐름이 균형되도록 한다.

도면에 도시된 실시예에서, 공정챔버(2)의 제1 부분(4)의 외벽(outer wall)은 개구(34)를 포함하는데, 개구(34)는 처리되어질 스크랩 소재(scrap material)(36)를 받아들이기 위한 것이다. 개구(34)는 도어(38)에 의하여 닫혀진다.

다른 실시예(미도시)에서, 제2 부분(6)은 장입박스(charging box)의 형태를 가질 수 있는데, 장입박스(charging box)는 오븐(10)으로부터 분리될 수 있고 처리되어질 스크랩 소재(36)를 적재하기 위하여 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 오븐 처리사이클 동안에 장입박스(charging box)는 오븐의 일부분(an integral part of the oven)이 되고 오븐과 함께 회동한다. 상기 처리 사이클이 완료되면, 포크리프 트(forklift)와 같은 다른 수단을 통하여 장입박스(6)를 제거함으로써 스크랩 소재(36)를 언로딩(unloading)한다.

오븐(10)은 서포트 구조(support structure)(미도시)에 회동가능하게 장착되고, 오븐은 제1 위치와 제2 위치 사이를 움직이는데, 제1 위치에서는 제1 부분(4)이 제2 부분(6)보다 높고, 제2 위치에서는 제2 부분(6)이 제1 부분(4) 보다 높다. 대안적인 작동모드에서는, 상기 움직임은 연속적인 회전운동을 하여 360도 회전이 완료될 수 있다.

제어시스템의 제어에 의하여 오븐이 자동적으로 제1 위치와 제2 위치 사이를 움직이게 하는 수단(means)(미도시)이 구비된다. 이 수단은 어떠한 적합한 형태도 가질 수 있고, 이 수단은 예를 들어 하나 또는 그 이상의 전기 또는 수압모터(electric or hydraulic motors)를 구비할 수도 있다. 필요한 경우에는 상기 모터는 기어박스를 통하여 작동될 수도 있다. 대안으로, 상기 수단은 하나 또는 그 이상의 수압 또는 공압 램(hydraulic or pneumatic rams)을 포함할 수도 있다. 상기 수단들은 또한 모터 및 램의 조합을 포함할 수도 있다.

도 4에 도시된 대안적인 배열에서는, 하나의 애프터버너(22)가 매니폴드(40)(42)에 의하여 두 개의 오븐(10)(10')에 연결된다.

도 5에 도시된 두 번째 대안적인 배열에서는, 두 개의 애프터버너(22)(22')가 매니폴드(44)(46)에 의하여 하나의 오븐(10)에 연결된다.

상기 장치의 작동이 아래에서 설명된다.

처리될 소재(36)가 개구(34)를 통하여 공정챔버(2)에 적재되고 중력에 의하여 제2 부분(6)에 떨어진다. 그러면 제어시스템의 제어에 의하여 상기 처리공정이 시작된다.

처리영역을 통과하는 가스는 가열되고, 오븐은 제1 위치에서부터 제2 위치에 도달할 때까지 회전하는데, 제2 위치에서는 오븐이 거의 뒤집혀진다.

오븐이 회전함에 따라서, 공정챔버(2) 내의 소재는 중력에 의하여 처리영역 내에서 고온 가스의 스팀이 통과하는 제1 부분(4)에 떨어진다. 상기 소재는 처리영역을 통과하면서 고온가스(12) 흐름의 방향을 가로지르는(transversely) 방향으로 고온가스(12)의 스팀을 통과한다는 것을 주목해야 한다.

오븐의 회전운동은 오븐이 제1 위치에 돌아올 때까지 360도 회전을 계속하거나 반대방향으로 회전을 계속한다. 이 회전운동 동안에 소재는 제1 부분(4)에서부터 제2 부분(6)까지 떨어지고 고온가스(hot gases)(12)의 스팀을 통과한다. 오븐은 소재(36)가 완전히 처리될 때까지 공정제어에 의하여 요구되어지는 많은 회수만큼 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전운동을 한다.

상기 처리공정은 많은 상태(phases)와 사이클을 거친다; 고온가스와 소재가 요구되는 처리온도까지 상승되는 가열사이클, 가스와 소재의 온도가 처리온도로 유지되는 처리사이클, 및 마지막으로, 가스와 처리된 소재가 안전하게 제거될 수 있는 온도가 되도록 냉각되는 냉각사이클.

일단 처리공정이 완료되면, 상기 오븐은 시작 위치로 돌아오고 도어(38)가 개방되고, 도어(38)가 개방됨으로써 처리된 소재가 냉각과 저장 또는 필요한 경우 에는 추가적인 공정을 위하여 이송될 수 있다.

오븐의 회전동작은 처리되는 소재가 제어된 방법으로 처리챔버 내에서 가스스팀을 통과하도록 한다. 소재가 떨어지는 동작은 소재의 모든 면이 완전히 가스에 노출되도록 하는데, 상기 가스는 박피 및/또는 오염물질 제거의 효과와 효율성을 높인다.

제어시스템은 가스의 산소레벨 및 온도와 함께 오븐의 회전동작의 속도와 주파수(frequency)를 조절하는데, 이렇게 함으로써 소재의 손실을 최소화하면서 상기 공정이 안전하고 효과적으로 수행되고 소재(36)의 코팅과 불순물을 산화시킨다.

상기 장치의 특별한 특징은 언제든지 오븐의 회전운동을 중지시킬 수 있다는 것이다. 이것은 두껍게 코팅된 소재를 처리하는 경우에 애프터버너 내의 온도가 가스 내에 존재하는 높은 V.O.C.s 레벨로 인하여 통제되지 않은 방법으로 증가하지 않는 경우에 특히 유용하다. 상기 장치가 회전을 중지하면, 가스 속의 연소가능한 물질의 양이 줄어들고 연소공정은 느려지고 따라서 상기 온도는 조절될 수 있는 수준으로 떨어진다. 온도가 받아들여질 수 있는 수준으로 떨어지면 상기 장치는 회전을 다시 시작하고 상기 처리공정은 계속된다. 오븐의 회전을 중지시킬 수 있는 이 능력은 처리공정 내내 휘발성 물질이 통제된 방법으로 배출되도록 한다. 연소공정은 상기 소재가 제2 위치(6)에 떨어진 경우에 오븐을 중지시킴으로써 더 느려질 수 있다. 이것은 소재가 가스의 흐름으로부터 멀어지고 처리영역의 뜨거운 표면으로부터 멀어지게 한다.

오븐의 회전동작에 추가하여, 상기 장치는 오븐 또는 오븐의 적어도 일부분 을 진동시키기 위하여 전기/기계적 진동장치(electro/mechanical vibrator)(미도시)와 같은 수단을 구비할 수 있다. 진동수단은 또한 제어시스템에 의하여 제어된다. 이 추가적인 진동작용은 고온가스와 소재 사이에 더 나은 교환(exchange)을 위하여 더 미세하고 더 제어된 양의 소재가 제1 부분(4)과 제2 부분(6) 사이에서 이동하도록 한다.

진동동작은 소재(36)로부터 코팅과 오염물을 기계적으로 벗겨내는 것을 촉진하기 위해서도 사용된다. 예를 들면, 상기 장치는 소재가 자연주파수(natural or resonance frequency)와 같거나 자연주파수에 가까운 주파수로 진동하도록 할 수 있다. 대안으로, 상기 오븐(또는 제1 부분(4) 및/또는 제2 부분(6)과 같은 적어도 오븐의 부분)이 자연주파수로 진동할 수 있다. 그러므로, 상기 소재는 효과적으로 진동하고 마찰력이 증가되며 가스가 소재로 침투해서 처리하는 것을 허용한다.

본 발명에 따른 장치는 상대적으로 작은 양의 물질을 처리하는 데에 특별히 적합하다. 이것은 회전화로(火爐)(rotating kiln) 또는 컨베이어 오븐 장치에 비하여 휠씬 작은 규모에서 효과적인 비용으로 소재를 처리할 수 있게 하고 정적오븐(static oven)의 단점을 가지지 않도록 한다. 소재가 일괄처리(in batches)되기 때문에, 상기 장치는 배치 사이에 제어시스템을 재조정(resetting)함으로써 다양한 소재에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 회전화로 또는 컨베이어 오븐 장치에 비하여 상대적으로 작게 만들어질 수 있고, 따라서 훨씬 작은 공간을 차지한다. 상기 장치는 또한 상대적으로 간단하고 알려진 상기 장치들보다 적은 유지비용을 요구한다.

본 장치의 추가적인 잇점은 회전화로 또는 컨베이어 오븐 장치에 비하여 작은 지지 설비를 요구한다는 것인데, 회전화로 또는 컨베이어 오븐 장치는 dsu속적인 작동을 위하여 전형적으로 공급콘베이어벨트(feed conveyor belts), 배출컨베이어벨트(discharging conveyor belts) 및 저장호퍼(storage hopper)를 필요로 한다.

위에서 설명된 장치는 많은 방법으로 변형될 수 있다. 예를 들면, 열처리 챔버 내에 소재를 휘젓기 위하여 제트 스티링 시스템(jet stirring system)(미도시)가 구비될 수 있다. 이것은 열처리 챔버 내의 고온가스가 소재와 더 많이 접촉할 수 있도록 하여서 공정의 효율을 높인다. 이러한 시스템은 열처리 챔버 내에서 소재를 휘젓기 위해서 일정한 스팀 또는 가스물질의 폭발(blast of a gaseous material)을 분출하는 하나 또는 그 이상의 제트를 포함한다. 상기 가스물질은 신선한 공기가 될 수 있고, 오븐 내에서 산소와 온도 수준을 조절하기 위하여 제어시스템의 일부를 구성한다. 대안으로, 상기 가스물질은 오븐을 재순환하는 가스(12)의 일부분일 수도 있다.

또한, 추가적인 처리나 오븐 내에서 소재의 제어를 위하여 장치에 하나 또는 그 이상의 도구(미도시)가 포함될 수도 있다. 상기 장치에 포함될 수 있는 도구(미도시)의 타입은 다음과 같다.

소재가 제1 부분(4)에서부터 제2 부분(6)으로 떨어질 경우에 절단하기 위한 절단수단(shredding means). 이러한 절단수단은 회전전단 절단기(rotary shear shredder) 또는 알려진 다른 적합한 형태를 가질 수 있다.

대안으로 또는 추가하여, 상기 장치는 비철금속을 나머지 소재로부터 분리하 기 위하여 전자기적 비철금속 분리기(electromagnetic non-ferrous metal separator)를 가질 수 있다. 상기 분리기는 제1 부분(4)과 제2 부분(6)을 통과하는 소재에 대하여 작용한다. 전형적으로, 이러한 분리는 상기 공정의 냉각사이클의 끝을 앞두고 행하여지고(Typically such a separation will be carried out towards the end of the cooling cycle of the process), 비철금속은 소재의 나머지 부분들로부터 분리되어 독립된 큰 상자에 모여진다. 상기 분리기는 알려진 것들이 적합하게 사용될 수 있다.

제1 부분(4)과 제2 부분(6) 사이에서 소재의 이동을 제어하기 위하여 공급수단(feeding means)이 장치에 구비된다. 상기 공급수단은 제2 부분(6)으로부터 소재의 방출(release)을 제어하기 위한 댐퍼 시스템 또는 다른 적합한 시스템이다. 이러한 공급수단의 사용은 제2 부분(6)으로부터 제1 부분(4)으로 실질적으로 연속적인 방법으로 처리되도록 소재가 천천히 방출되도록 한다. 이것은 V.O.C.s의 방출을 제어하는데에 유용하다.

본 발명에 따른 장치는 회전화로 또는 컨베이어 오븐 장치에 비하여 상대적으로 작게 만들어질 수 있고, 따라서 훨씬 작은 공간을 차지한다. 상기 장치는 또한 상대적으로 간단하고 이미 당업계에서 알려진 상기 장치들보다 적은 유지비용을 요구한다.

Claims

적어도 하나의 서포트;

상기 서포트 또는 각각의 서포트에 장착되고, 처리될 소재를 받아들이기에 적합한 오븐;

각각의 오븐은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동될 수 있고, 제1 위치에서는 오븐의 제1 부분이 제2 부분보다 일반적으로 높고, 제2 위치에서는 제2 부분이 일반적으로 제1 부분보다 높으며, 배열이 이렇기 때문에 사용시에는 오븐 내의 소재가 한 부분에서 다른 부분으로 떨어지도록 오븐이 제1 위치와 제2 위치 사이를 반복적으로 이동하고,

상기 오븐 또는 각각의 오븐은 통합된 애프터버너챔버(integral afterburner chamber)를 포함하지 않고,

상기 장치는, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 발생시키기 위하여 적어도 하나의 애프터버너와, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 오븐의 처리영역(treatment zone)으로 인도하기 위한 통로수단(conduit means) 및, 상기 가스를 적어도 하나의 애프터버너로 돌아가도록 하기 위한 배출수단(exhaust means)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 열을 이용한 박피(de-coating) 및/또는 코팅 및/또는 오염물을 건조시키기 위한 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 부분은,

처리될 소재를 받아들이기 위하여 벽에 형성되고, 선택적으로 닫혀질 수 있는 개구(aperture)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

오븐의 제2 부분은 제1 부분으로부터 분리될 수 있고, 장입박스(charging box)로서 처리될 소재를 받아들일 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

하나의 오븐과 하나의 애프터버너를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

하나의 오븐과 다수 개의 애프터버너를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

다수 개의 오븐과 하나의 애프터버너를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

다수 개의 오븐과 다수 개의 애프터버너를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
적어도 하나의 서포트와, 상기 서포트 또는 각각의 서포트에 장착되고 처리될 소재를 받아들이기에 적합한 오븐; 각각의 오븐은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동될 수 있고, 제1 위치에서는 오븐의 제1 부분이 제2 부분보다 일반적으로 높고, 제2 위치에서는 제2 부분이 일반적으로 제1 부분보다 높은 장치를 준비하고,

소재를 오븐 내에 배치하고;

각각의 오븐 내의 소재가 한 위치에서 다른 위치로 떨어지도록 각각의 오븐을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 반복적으로 이동시키고;

상기 오븐 또는 각각의 오븐은 통합된 애프터버너챔버(integral afterburner chamber)를 포함하지 않고,

상기 장치는, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 발생시키기 위하여 적어도 하나의 애프터버너와, 고온가스(hot gasses)의 스팀을 오븐의 처리영역(treatment zone)으로 인도하기 위한 통로수단(conduit means) 및, 상기 가스를 적어도 하나의 애프터버너로 돌아가도록 하기 위한 배출수단(exhaust means)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 열을 이용한 박피(de-coating) 및/또는 코팅 및/또는 오염물을 건조시키기 위한 방법.