KR20100075246A - 스폰지 티탄 제조용 반응용기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반응용기에서 마그네슘과 사염화티탄이 반응하는 영역을 포함한 상측으로 냉각이 이루어지는 냉각부를 형성하여, 스폰지 티탄의 제조 효율의 향상이 가능하도록 하는 스폰지 티탄 제조용 반응용기에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 사염화티탄과 마그네슘이 반응하여 스폰지 티단을 생성하는 반응용기와, 반응용기의 마그네슘과 사염화티탄이 반응하는 영역을 포함한 상측을 따라 장착되는 냉각부를 제공한다.
스폰지 티탄, 반응용기, 냉매, 마그네슘, 사염화티탄
Description
본 발명은 스폰지 티탄 제조용 반응용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응용기에서 마그네슘과 사염화티탄이 반응하는 영역을 포함한 상측으로 냉각이 이루어지는 냉각부를 형성하여, 스폰지 티탄의 제조 효율의 향상이 가능하도록 하는 스폰지 티탄 제조용 반응용기에 관한 것이다.
일반적으로 스폰지 티탄은 크롤(Kroll) 법에 의행 제조되며, 이는 통상 철제의 반응용기의 내부에서 용융 마그네슘과 사염화티탄의 반응에 의해 제조된다.
이와 같은 스폰지 티탄의 제조시 발생되는 반응은 발열 반응으로 많은 열을 생성시키게 된다. 이에 따라, 반응용기에 발생되는 열의 제거를 위해 냉각을 실시한다.
반응용기의 냉각은 반응용기의 외부에서 반응용기의 표면으로 냉각 공기를 공급하여 냉각을 실시하는 방법으로 냉각이 이루어진다.
그러나 반응용기의 표면에 냉각 공기를 공급하여 냉각하는 방법으로는 반응용기의 충분한 냉각이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
반응용기의 냉각을 위해 반응용기의 벽체의 내부에 냉각부를 형성하여, 냉각부에 냉매의 공급에 의한 냉각이 가능하도록 하여 반응용기의 원활한 냉각이 가능하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스폰지 티탄 제조용 반응용기는, 사염화티탄과 마그네슘이 반응하여 스폰지 티탄을 생성하는 반응용기와, 반응용기의 마그네슘과 사염화티탄이 반응하는 영역을 포함한 상측을 따라 장착되는 냉각부를 포함한다.
냉각부는 반응용기의 벽체의 내부에 삽입된다. 냉각부는, 반응용기의 벽체 내부에 냉매가 이동하는 냉매유로를 포함한다.
상기 냉매유로는 상기 반응용기의 둘레를 따라 환형으로 형성될 수 있다. 냉매유로는 반응용기의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
냉매는 공기로 이루어져 냉매유로를 순환하여 반응용기를 냉각할 수 있다.
냉매는 물로 이루어져 냉매유로를 순환하여 반응용기를 냉각할 수 있다.
반응용기의 내부에 냉매가 흐르는 냉각부를 형성하여, 반응용기의 원활한 냉각이 가능하도록 함으로써 스폰지 티탄의 제조 효율의 향상이 가능하다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 스폰지 티탄 제조용 반응용기를 첨부된 도 면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스폰지 티탄 제조용 반응용기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스폰지 티탄 제조용 반응용기(100)는, 사염화티탄과 마그네슘이 반응하여 스폰지 티탄을 생성하는 반응용기(10)와, 반응용기(10)의 마그네슘과 사염화티탄이 반응하는 영역을 포함한 상측을 따라 장착되는 냉각부(20)를 포함한다.
반응용기(10)는 스폰지 티탄을 제조하기 위한 용기를 말한다. 이러한 스폰지 티탄은 일반적으로 크롤(Kroll) 법에 의해 제조된다.
크롤 방식은 용융 마그네슘과 사염화티탄의 반응으로 스폰지 티탄을 제조하는 방법이다. 이러한 마그네슘과 사염화티탄의 반응은 발열 반응으로, 많은 열이 발생된다. 이에 따라, 반응용기(10)에는 마그네슘과 사염화티탄의 반응에 따라 발생되는 열의 냉각을 위한 냉각부(20)가 형성된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 반응용기(10)는 내부가 중공된 원통형을 이룸을 예시한다. 그러나 이에 한정하지 않고 반응용기(10)는 바닥면이 라운드 형상을 이룸도 가능하다. 반응용기(10)는 일정 두께를 갖는 벽체의 내부에 냉각부(20)가 형성되도록 한다.
냉각부(20)는 반응용기(10)에서 발생되는 반응열을 효과적으로 냉각하기 위해 장착된다. 즉, 마그네슘과 사염화티탄의 반응시 반응열을 효과적으로 냉각하게 되면, 사염화티탄의 공급속도를 증가시키더라도 반응계를 일정 온도 이하로 제어할 수 있게 된다. 따라서, 사염화티탄의 공급 속도의 증가가 가능하여 동일한 제조 용량에서 스폰지 티탄의 생산 속도의 증가됨이 가능하여, 적은 비용으로 많은 량의 사염화티탄을 제조 가능하다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 냉각부(20)는 반응용기(10)의 벽체의 내부에 다수의 냉매유로(21)로 형성된다. 즉, 냉각부(20)는 냉각을 위한 냉매가 이동될 수 있도록 반응용기(10)의 벽체를 따라 형성되는 공간으로 형성 가능하다.
본 발명의 실시예에서는 냉매유로(21)는 반응용기(10)의 벽체의 둘레를 따라 환형으로 장착됨을 예시한다. 그러나 이에 한정하지 않고, 냉매유로(21)는 반응용기(10)의 세로 방향으로 따라 장착됨도 가능하다.
냉매유로(21)를 순환하는 냉매는 본 발명의 실시예에서 물 또는 공기를 사용할 수 있다. 냉매는 전술한 바와 같이, 반응용기(10)의 벽체를 통과하도록 마련되는 것으로서 기체 또는 액체 중에 선택적으로 사용이 가능하다.
즉, 본 발명의 실시예에서 물 또는 공기를 사용함은 경제성을 고려한 선택으로, 이에 한정하지 않고 반응용기(10)를 효과적으로 냉각할 수 있는 냉매를 선택하여 사용 가능함은 물론이다.
냉각부(20)는 반응용기(10)의 상측의 내부에 형성된다. 보다 구체적으로 설 명하면, 냉각부(20)는 마그네슘과 사염화티탄의 반응 영역을 포함하여 반응용기(10)의 상측으로 형성된다.
이는, 반응용기(10)의 전체 또는 마그네슘와 사염화티탄이 반응하는 영역의 하부를 냉각하게 되면, 환원 반응으로 부생하는 염화 마그네슘을 외부로 드레인하는 작용에 어려움이 발생된다. 따라서, 반응용기(10)의 하부는 염화 마그네슘의 융점 이상으로 가열된 상태를 유지함이 바람직하다. 즉, 본원 발명의 실시예에서는 반응용기(10)의 하부는 가열 상태를 유지하고, 반응용기(10)의 상측은 선택적으로 냉각이 가능하도록 함으로써, 사염화티탄의 생산속도의 향상이 가능하게 된다.
도 3은 반응용기를 가열하는 환원로의 장착됨을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 반응용기(10)의 외측에는 환원로(12)를 장착하여 반응용기(10)를 가열함이 가능하다. 환원로(12)를 이용한 반응용기(10)의 가열에 대한 자세한 설명은 공지된 것으로서 생략한다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 스폰지 티탄 제조용 반응용기의 작용을 이하에서 설명한다.
먼저, 반응용기(10)의 덮개(11)를 개방하고, 반응용기(10)의 내부에 용융 마그네슘을 공급한다.
이어서, 덮개(11)를 닫고, 덮개(11)에 마련된 공급부(13)를 이용하여 사염화티탄을 반응용기(10)의 내부에 공급한다.
다음, 반응용기(10)의 내부에서 마그네슘와 사염화티탄의 반응이 이루어져 스펀지 티탄의 생성이 이루어진다. 여기서, 반응용기(10)의 내부에서 마그네슘과 사염화티탄이 반응하는 영역의 상측은 냉각부(20)를 이용하여 냉각이 이루어진다. 따라서, 반응계를 일정 온도 이하로 제어할 수 있게 되어, 사염화티탄의 공급되는 양 및 속도의 증가됨이 가능하여 사염화티탄의 제조 효율의 향상이 가능하다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스폰지 티탄 제조용 반응용기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 도면이다.
도 3은 반응용기를 가열하는 환원로의 장착됨을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...반응용기 11...덮개
12...공급부 20...냉각부
21...냉매유로
Claims (6)
- 사염화티탄과 마그네슘이 반응하여 스폰지 티탄을 생성하는 반응용기; 및상기 반응용기의 상기 마그네슘과 상기 사염화티탄이 반응하는 영역을 포함한 상측을 따라 장착되는 냉각부;를 포함하며, 상기 냉각부는 상기 반응용기의 벽체의 내부에 삽입되는 스폰지 티탄 제조용 반응용기.
- 제1항에 있어서,상기 냉각부는,상기 반응용기의 벽체 내부에 냉매가 이동하는 냉매유로를 포함하는 스폰지 티탄 제조용 반응용기.
- 제2항에 있어서,상기 냉매유로는 상기 반응용기의 둘레를 따라 환형으로 형성되는 스폰지 티탄 제조용 반응용기.
- 제2항에 있어서,상기 냉매유로는 상기 반응용기의 길이 방향을 따라 형성되는 스폰지 티탄 제조용 반응용기.
- 제3항 또는 제4항에 있어서,상기 냉매는 공기로 이루어져 상기 냉매유로를 순환하여 상기 반응용기를 냉각하는 스폰지 티탄 제조용 반응용기.
- 제3항 또는 제4항에 있어서,상기 냉매는 물로 이루어져 상기 냉매유로를 순환하여 상기 반응용기를 냉각하는 스폰지 티탄 제조용 반응용기.
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| KR1020080133888A KR20100075246A (ko) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | 스폰지 티탄 제조용 반응용기 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR20130076270A (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 스폰지 형태의 금속 제조방법 및 이에 사용되는 제조장치 |
| KR20130076269A (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 스폰지 형태의 금속 제조방법 및 이에 사용되는 제조장치 |
| CN113846237A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-28 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种减少海绵钛生产过程中夹镁的设备及方法 |
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2008
- 2008-12-24 KR KR1020080133888A patent/KR20100075246A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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