KR20140087377A - 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내통 및 하부배출 구조를 변경하여 반응이 끝난 브리케트의 슬래그를 하부로 적절하게 배출되도록 한 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치이다.
본 발명은 중앙에 내통이 구비되고, 내부에는 브리케트이 장입되고, 하부에는 상기 내통을 지지하는 내통지지수단이 구비된 반응관을 포함하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에 있어서, 상기 내통지지수단은, 상기 내통지지대를 포함하되, 상기 내통지지대는 승강 가능하게 설치되고, 상기 내통지지대에는 상기 반응관의 슬래그가 상기 내통지지대의 하부로 배출되도록 하는 배출구가 구비되어 있으며, 상기 배출구의 하단부에는 상기 배출구를 개폐하는 개폐도어가 개폐 가능하게 설치된 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치를 제공한다.

Description

마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치{DEVICE FOR DISCHARGING SLAG TO THE LOWER DIRECTION OF HEAT REDUCTION REACTION TUBE FOR SMELTING MAGNESIUM}

본 발명은 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내통 및 하부배출 구조를 변경하여 반응이 끝난 브리케트의 슬래그를 하부로 적절하게 배출되도록 한 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치에 관한 것이다.

마그네슘 제조용 반응관은 소성 돌로마이트를 규소금속 또는 페로실리콘을 환원제로 사용하여 열환원하여 마그네슘을 생성한다.

이러한 마그네슘 금속을 제조하기 위한 방법으로 크게 열환원법과 전해제련법이 있다. 그 중에서 마그네슘 열환원 제련기술에서 사용되는 반응관(리토트, retort)은 수평 혹은 수직형 구조로 되어 있다.

1940년대에 개발된 마그네슘 열환원 제조기술은 70년 가까이 가장 대표적인 마그네슘 제련 기술로 자리잡아 왔다.

그리고 현재 전 세계 마그네슘 생산량의 약 80%가량이 열환원법으로 생산되고 있다.

이와 같은 열환원 공정은 전해정련 공정에 비해 설비투자비가 저렴하며 설비유지비 및 전기에너지 사용량이 적은 장점이 있다.

도 1의 (a)에는 기존의 수직 열환원 마그네슘 제련에 사용되는 반응관(8)이 도시되어 있고, 도 1의 (b)에는 마그네슘 제련의 원료가 되는 브리케트(2)이 도시되어 있으며, 이 브리케트(2)은 조개탄 형태로 길이 4∼5cm 정도의 타원형 모양이다.

상기 브리케트(2)을 반응관(8)의 내부에 장입하고 외부에서 가열하여 반응관(8) 내부의 브리케트(2)을 고온으로 가열한다. 이때 반응관(8) 내부는 진공장치(6)에 의하여 진공상태가 유지된다.

그리고 상기 브리케트(2) 내부의 산화마그네슘(MgO)이 고온의 저진공 상태에서 환원반응을 일으키면서 마그네슘 가스가 발생하게 되고, 이는 상부에 위치한 응축기(3)에서 고체상의 마그네슘 크라운(crown)(4)으로 석출되게 된다.

또한 상기 브리케트(2)이 장입되는 부분은 실린더 형상으로 그 중간에는 내통(1)이 있어 빈 공간이 존재하고 있는 형태이다.

기존 기술의 경우, 이러한 장입부의 열전달 현상을 촉진하기 위하여 도 1의 (a)와 같은 라디에이션 슬롯(radiation slot)(7)을 형성하기도 한다.

종래 기술의 공정순서는 다음과 같다.

우선, 상기 브리케트(2)을 장입하기 위하여 밀봉된 반응관(8)의 상부를 개방하고 상부에서 브리케트(2)을 장입한다. 개방된 반응관(8) 상부를 다시 밀폐시킨다.

이후, 가열을 통하여 마그네슘 증기를 발생시키고, 발생된 증기를 응축기에 응축시킨다.

다시 상기 반응관(8) 상부를 개방하여 응축된 마그네슘 크라운(4)을 추출하고, 내통(1)을 위로 들어올려 반응이 끝난 브리케트(2)의 슬래그(slag)를 하부로 배출한다.

그런데, 상기와 같은 종래 공정은, 반응이 끝난 슬래그를 하부로 배출하기 위하여 내통(1)을 위로 들어올려 배출하게 된다. 이때 상기한 슬래그가 정체되어 하부로 배출이 잘되지 않거나, 내통이 파손되어 하부 배출구가 막히는 현상이 빈번히 발생하게 된다.

이에 따라 하부로 슬래그 배출에 많은 시간이 소모되어 생산성과 열효율이 떨어지게 된다.

한편, 도 1의 (b)에서 도면부호 5는 쿨링 자켓(cooling jacket)을 나타내 보인 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 내통 및 하부배출 구조를 변경하여 반응이 끝난 브리케트의 슬래그를 하부로 적절하게 배출되도록 한 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치는, 중앙에 내통이 구비되고, 내부에는 브리케트이 장입되고, 하부에는 상기 내통을 지지하는 내통지지수단이 구비된 반응관을 포함하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에 있어서, 상기 내통지지수단은, 상기 내통지지대를 포함하되, 상기 내통지지대는 승강 가능하게 설치되고, 상기 내통지지대에는 상기 반응관의 슬래그가 상기 내통지지대의 하부로 배출되도록 하는 배출구가 구비되어 있으며, 상기 배출구의 하단부에는 상기 배출구를 개폐하는 개폐도어가 개폐 가능하게 설치된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 내통지지수단은, 하부단열부를 포함하되, 상기 하부단열부와 상기 내통과 연동 가능하게 설치된다.

그리고 상기 하부단열부 승강시 상기 내통도 동시에 승강된다.

또한 상기 내통지지수단은, 실린더형 격벽을 포함하되, 상기 실린더형 격벽의 하부에는 기어박스가 설치되어 있어, 상기 실린더형 격벽을 승강시킨다.

그리고 상기 기어박스의 하부에는 상기 슬래그가 배출되도록 하는 배출구가 개폐 가능하게 설치된다.

또한 상기 내통지지수단은, 가동식 격벽을 포함하되, 상기 가동식 격벽은 링크부재 형태로 이루어지고, 상기 가동식 격벽에 의해 상기 슬래그 배출구가 형성된다.

그리고 상기 배출구의 하단부에는 상기 배출구를 개폐하는 개폐도어가 개폐 가능하게 설치된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하부배출 기구를 변경하여, 슬래그가 배출 중 정체되거나 막히는 현상을 제거할 수 있다.

따라서 슬래그 배출 및 원료장입 시간을 줄일 수 있어, 생산성이 향상되고, 반응관 외부로의 열손실을 줄일 수 있다.

도 1은 기존 마그네슘 제조용 열환원 반응관이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 구성을 나타내 보인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 구성을 나타내 보인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 구성을 나타내 보인 구성도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제4실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 구성을 나타내 보인 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치가 적용되어 실시된 슬래그 배출 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2의 (a) 및 (b)에는 본 발명의 제1실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 구성을 나타내 보인 구성도가 도시되어 있다.

설명에 앞서, 일반적인 마그네슘 열환원 반응관의 구성은 전술한 도 1을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 마그네슘 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 특징적인 구성만을 설명하기로 한다.

도 2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치는, 중앙에 내통(1)이 구비되고, 내부에는 브리케트이 장입되고, 하부에는 내통(1)을 지지하는 내통지지수단이 구비된다.

그리고 상기 내통지지수단은 내통지지대(9)를 포함하되, 이 내통지지대(9)는 승강 가능하게 설치되고, 내통지지대(9)에는 반응관(8)의 슬래그가 상기 내통지지대(9)의 하부로 배출되도록 하는 배출구(101)가 구비되어 있다.

또한 상기 배출구(101)의 하단부에는 배출구(101)를 개폐하는 개폐도어(102)가 개폐 가능하게 설치된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 그리고 상기 내통지지수단은, 하부단열부(13)를 포함하되, 이 하부단열부(13)와 내통과 연동 가능하게 설치된다. 또한 상기 하부단열부(13) 승강시 내통(1)도 동시에 승강된다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내통지지수단은, 실린더형 격벽(10)을 포함하되, 이 실린더형 격벽(10)의 하부에는 기어박스(11)가 설치되어 있어, 상기 실린더형 격벽(10)을 승강시킨다.

그리고 상기 기어박스(11)의 하부에는 슬래그가 배출되도록 하는 배출구(101)가 개폐 가능하게 설치된다.

또한 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 내통지지수단은, 가동식 격벽(12)을 포함하되, 이 가동식 격벽(12)은 링크부재 형태로 이루어지고, 가동식 격벽(12)에 의해 슬래그 배출구(101)가 형성되며, 이 배출구(101)의 하단부에는 배출구(101)를 개폐하는 개폐도어(102)가 개폐 가능하게 설치된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명에 앞서, 일반적인 마그네슘 열환원 반응관의 수명연장 보강구조의 작용은 전술한 도 1을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치의 특징적인 작용만을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치는, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 기존에는 고정되어 있던 내통지지대(9)를 하부로 이동시켜서 슬래그를 하부로 배출시켰다. 이런 경우, 상기 내통(1)을 상부로 들어올리지 않으므로, 내통의 파손을 방지할 수 있고, 슬래그를 하부로 원활히 배출할 수 있다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부단열부(13) 및 내통(1)을 전체적으로 이동시켰다. 이런 경우, 슬래그가 하부단열부(13)를 중심으로 반경방향으로 빠져나가므로, 병목 현상이 없어지게 되고, 슬래그의 배출이 원활하게 된다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실린더형 격벽(10)을 내통(1) 하부에 설치한 구조이다. 이 실린더형 격벽(10)을 기어박스(11)를 이용하여 하부로 이송시키면, 배출구(101)가 열리게 되고, 배출구(101)를 통하여 슬래그가 하부로 배출되는 구조이다.

그리고 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 가동식 격벽(12)을 내통(1) 하부에 설치한 것으로, 가동식 격벽(12)은 반응 중에는 반응관(8) 내부와 배출구(101) 사이에서 차단 역할을 하고, 반응이 끝나고 슬래그 배출시에는 배출구(101)를 형성시켜, 슬래그를 배출하게 된다.

이렇게 다양한 하부배출 장치를 통하여 빠른 시간 내에 슬래그를 배출하여 생산성을 향상시키고 열효율을 향상시킬 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치를 적용시켰을 경우의 슬래그 배출 실험장면을 보여준다.

도 6에 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치를 적용할 경우, 기존에 발생하던 하부 막힘이나 정체 현상을 현저히 줄일 수 있었고, 생산성과 열효율을 높일 수 있었다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1; 내통
2; 브리케트(briquette)
3; 응축기
4: 마그네슘 crown
6; 진공연결부
9; 내통지지대
10: 실린더형 격벽
11: 기어박스
12; 가동식 격벽
13; 하부단열부

Claims (7)

1. 중앙에 내통이 구비되고, 내부에는 브리케트이 장입되고, 하부에는 상기 내통을 지지하는 내통지지수단이 구비된 반응관을 포함하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관에 있어서,
   상기 내통지지수단은, 상기 내통지지대를 포함하되, 상기 내통지지대는 승강 가능하게 설치되고,
   상기 내통지지대에는 상기 반응관의 슬래그가 상기 내통지지대의 하부로 배출되도록 하는 배출구가 구비되어 있으며,
   상기 배출구의 하단부에는 상기 배출구를 개폐하는 개폐도어가 개폐 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내통지지수단은, 하부단열부를 포함하되,
   상기 하부단열부와 상기 내통과 연동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하부단열부 승강시 상기 내통도 동시에 승강되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 내통지지수단은, 실린더형 격벽을 포함하되,
   상기 실린더형 격벽의 하부에는 기어박스가 설치되어 있어, 상기 실린더형 격벽을 승강시키는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 기어박스의 하부에는 상기 슬래그가 배출되도록 하는 배출구가 개폐 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 내통지지수단은, 가동식 격벽을 포함하되,
   상기 가동식 격벽은 링크부재 형태로 이루어지고,
   상기 가동식 격벽에 의해 상기 슬래그 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 배출구의 하단부에는 상기 배출구를 개폐하는 개폐도어가 개폐 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 마그네슘 제련용 열환원 반응관의 슬래그 하부배출 장치.

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