KR20140116235A - Chloride tapping system - Google Patents

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KR20140116235A
KR20140116235A KR1020130011409A KR20130011409A KR20140116235A KR 20140116235 A KR20140116235 A KR 20140116235A KR 1020130011409 A KR1020130011409 A KR 1020130011409A KR 20130011409 A KR20130011409 A KR 20130011409A KR 20140116235 A KR20140116235 A KR 20140116235A
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최미선
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

Provided is a chloride discharging device. According to the present invention, the chloride discharging device for discharging chloride, which is a byproduct generated when manufacturing metal of a sponge form and an unreacted reducing agent includes a reduction container where the metal of a sponge form is generated by the reduction of a reducing agent and an object; a separation member installed inside the reduction container and separates the metal of a sponge form generated by the reduction and the chloride generated by the reduction and the unreacted reducing agent from each other to arrange the metal of a sponge form, the chloride, and the unreacted reducing agent on the upper and lower parts of the reduction container; an outlet formed on the bottom of the reduction container to discharge the chloride and the unreacted reducing agent; a discharging pipe which is coupled to the outlet and naturally discharging the chloride and the unreacted reducing agent discharged through the outlet to the outside of the reduction container by its own weight; and a porous body inserted inside the discharging pipe and having a plurality of holes.

Description

염화물 배출 장치{Chloride tapping system}Chloride tapping system

본 발명은 염화물 배출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스폰지 형태의 금속 티타늄 또는 지르코늄 제조 시 마그네슘 등의 환원제와 사염화티타늄 또는 사염화지르코늄의 환원반응 후 환원 용기 내에 잔류하는 미반응의 환원제 및 그 염화물을 효율적으로 분리 배출할 수 있는 염화물 배출 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a chloride discharging apparatus, and more particularly, to a chloride discharging apparatus which comprises a reducing agent such as magnesium in the production of metal titanium or zirconium in the form of sponge, an unreacted reducing agent remaining in the reducing vessel after the reduction reaction of titanium tetrachloride or zirconium tetrachloride, And more particularly, to a chloride discharge apparatus capable of efficiently separating and discharging chlorides.

일반적으로, 스폰지 형태의 금속, 예컨대, 티타늄 또는 지르코늄 등을 제조하는 방법으로 크롤(Kroll)법이 알려져 있다.Generally, the Kroll method is known as a method of producing a metal in the form of a sponge, such as titanium or zirconium.

상기 크롤(Kroll)법에 의해 스폰지 형태의 티타늄 혹은 지르코늄을 제조하는 경우 마그네슘 등의 환원제와 사염화티타늄 또는 사염화지르코늄의 환원반응에 의하여 부산물로서 염화물이 발생된다.When sponge type titanium or zirconium is produced by the Kroll method, chloride is generated as a by-product by a reduction reaction between a reducing agent such as magnesium and titanium tetrachloride or zirconium tetrachloride.

상기 염화물 제거는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 태핑 파이프(tapping pipe)(11)를 환원용기(10)의 중간부에 삽입하여 흡입하여 제거하고, 상기 환원용기(10)를 180도 회전시켜 흡입되지 못하고 잔류하는 염화물을 진공 증류하여 하부로 배출하는 방식이 개시되어 있다.3 and 4, the tapping pipe 11 is inserted into the middle portion of the reducing vessel 10 to be sucked and removed, and the reducing vessel 10 is rotated 180 degrees And the remaining chloride which can not be sucked is vacuum distilled and discharged to the lower part.

그러나, 상기의 방식은 용융상태의 염화물이 태핑 파이프를 통하여 순조롭게 빨려 나오지 않는 조업의 어려움이 있을 뿐만 아니라, 환원용기에 삽입된 태핑 파이프에서 스폰지 형태의 티타늄 혹은 지르코늄이 생성되어 태핑 파이프가 막히는 현상이 발생하므로, 염화물의 제거가 곤란한 문제점이 있었다.However, the above-described method has a problem in that it is difficult to operate the chloride in which the molten chloride is not sucked smoothly through the tapping pipe, and the sponge-type titanium or zirconium is generated in the tapping pipe inserted in the reducing vessel, There is a problem that it is difficult to remove the chloride.

또한, 염화물을 배출하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이 환원용기(20) 외부 하단에서 상단으로 역 S 형태로 연결된 배관(21)을 통하여 아르곤 등과 같은 캐리어 가스(carrier gas)의 가압을 통하여 분리 배출하는 염화물 배출 방식이 제안되어 있다.5, through a pipe 21 connected in an inverted S-shape from the lower end to the upper end of the reducing vessel 20 as shown in FIG. 5, a carrier gas such as argon is pressurized There is proposed a method of discharging chloride.

그러나, 염화물 배출 방식의 역 S 형태 배출의 경우 환원제인 마그네슘의 장입량이 필요 이상으로 소요되는 원료 손실 문제가 발생되고 있으므로, 염화물 배출의 효율성이 떨어지게 되며, 캐리어 가스 등이 필요하게 되므로 배관의 구조가 복잡하게 되는 문제점이 있었다.
However, in the case of the inverse S-type discharge of the chloride discharge method, there is a problem of loss of the raw material which requires more than the amount of magnesium as the reducing agent, so that the efficiency of the chloride discharge becomes low and the carrier gas is required. There was a problem that it became complicated.

본 발명은 스폰지 형태의 금속 티타늄 또는 지르코늄 제조 시 나트륨 등의 환원제와 사염화티타늄 또는 사염화지르코늄의 환원반응 후 환원 용기 내에 잔류하는 미반응의 환원제 및 그 염화물을 효율적으로 분리 배출할 수 있는 염화물 배출 장치를 제공하고자 한다.The present invention relates to a chloride discharging device capable of efficiently separating and discharging an unreacted reducing agent remaining in a reducing vessel and a chloride thereof after a reducing agent such as sodium and a reducing agent such as titanium tetrachloride or zirconium tetrachloride in the production of metal titanium or zirconium in the form of sponge .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스폰지 형태의 금속 제조 시 발생되는 부산물인 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 염화물 배출 장치에 있어서,According to an embodiment of the present invention, there is provided a chloride discharge apparatus for discharging chlorides and unreacted reducing agents, which are by-products generated in the production of sponge-

환원제와 대상물질이 환원 반응을 행하여 스폰지 형태의 금속을 생성하기 위한 환원 용기;A reducing vessel for generating a sponge-like metal by performing a reducing reaction between the reducing agent and the target substance;

상기 환원 용기의 내부에 설치되고, 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속과 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제를 상기 환원 용기 내의 상, 하부에 위치할 수 있도록 분리시켜 주기 위한 분리부재;And a separator for separating the sponge-shaped metal produced by the reduction reaction, the chloride generated by the reduction reaction, and the unreacted reducing agent, which are installed in the reducing vessel, A separating member;

상기 환원 용기의 하단부에 형성되고 상기 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 배출구;A discharge port formed at a lower end of the reduction vessel for discharging the chloride and the unreacted reducing agent;

상기 배출구에 결합되고, 상기 배출구를 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 자중에 의하여 자연적으로 상기 환원 용기의 외부로 배출하기 위한 배출관; 및A discharge pipe coupled to the discharge port and discharging the chloride and the unreacted reducing agent discharged through the discharge port to the outside of the reduction vessel naturally by its own weight; And

상기 배출관의 내부에 삽입되고, 복수개의 홀을 가진 다공체를 포함하는 염화물 배출 장치가 제공될 수 있다.A chloride discharge device inserted into the discharge pipe and including a porous body having a plurality of holes may be provided.

상기 배출관의 외측에는 상기 배출관을 가열하기 위한 배출관 가열로가 설치될 수 있다.A discharge pipe heating furnace for heating the discharge pipe may be installed outside the discharge pipe.

상기 다공체의 홀은 직경은 1~2cm의 크기를 가질 수 있다.The hole of the porous article may have a diameter of 1 to 2 cm.

상기 다공체의 홀은 상기 다공체의 중심부에 균일하게 분포될 수 있다.The holes of the porous article may be uniformly distributed in the center of the porous article.

상기 배출관의 외부에는 상기 배출관을 냉각하기 위한 블로워(blower)가 구비될 수 있다.And a blower for cooling the discharge pipe may be provided outside the discharge pipe.

상기 배출관의 끝단부에는 상기 배출관을 밀폐하기 위한 마개가 설치될 수 있다.The end of the discharge pipe may be provided with a cap for sealing the discharge pipe.

상기 마개에는 상기 마개의 개폐를 위한 개폐 장치가 결합될 수 있다.An opening / closing device for opening and closing the cap may be coupled to the cap.

상기 개폐 장치는 상기 마개의 하단부에 결합되는 개폐 로드;The opening / closing device includes an opening / closing rod coupled to a lower end of the cap;

실린더 로드를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더; 및An operating cylinder for operating the cylinder rod; And

상기 작동 실린더의 작동에 의하여 상기 마개를 개폐할 수 있도록 상기 개폐 로드와 상기 실린더 로드를 일체로 연결시켜 주는 연결부재를 포함할 수 있다.And a connecting member for integrally connecting the opening and closing rod and the cylinder rod so that the closure can be opened or closed by the operation of the operating cylinder.

상기 배출관에는 상기 다공체를 상기 배출관에 탈부착 가능하도록 결합시켜 주기 위한 걸림부재가 구비될 수 있다.
The discharge pipe may be provided with a latching member for detachably connecting the porous body to the discharge pipe.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스폰지 형태의 금속 제조 시 발생되는 부산물인 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 염화물 배출 장치에 있어서,According to another embodiment of the present invention, there is provided a chloride discharge apparatus for discharging chlorides and unreacted reducing agents, which are by-products generated in the production of sponge-type metal,

환원제와 대상물질이 환원 반응을 행하여 스폰지 형태의 금속을 생성하기 위한 환원 용기;A reducing vessel for generating a sponge-like metal by performing a reducing reaction between the reducing agent and the target substance;

상기 환원 용기의 내부에 설치되고, 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속과 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제를 상기 환원 용기 내의 상, 하부에 위치할 수 있도록 분리시켜 주기 위한 분리부재;And a separator for separating the sponge-shaped metal produced by the reduction reaction, the chloride generated by the reduction reaction, and the unreacted reducing agent, which are installed in the reducing vessel, A separating member;

상기 환원 용기의 하단부에 형성되고 상기 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 배출구;A discharge port formed at a lower end of the reduction vessel for discharging the chloride and the unreacted reducing agent;

상기 배출구에 결합되고, 상기 배출구를 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 자중에 의하여 자연적으로 상기 환원 용기의 외부로 배출하기 위한 배출관;A discharge pipe coupled to the discharge port and discharging the chloride and the unreacted reducing agent discharged through the discharge port to the outside of the reduction vessel naturally by its own weight;

상기 배출관의 끝단부에 설치되고, 상기 배출관을 밀폐하기 위한 마개; 및A cap installed at an end of the discharge pipe for sealing the discharge pipe; And

상기 마개에 결합되고, 상기 마개의 개폐를 위한 개폐 장치를 포함하는 염화물 배출 장치가 제공될 수 있다.And a closure device coupled to the closure and including an opening and closing device for opening and closing the closure.

상기 개폐 장치는 상기 마개의 하단부에 결합되는 개폐 로드;The opening / closing device includes an opening / closing rod coupled to a lower end of the cap;

실린더 로드를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더; 및An operating cylinder for operating the cylinder rod; And

상기 작동 실린더의 작동에 의하여 상기 마개를 개폐할 수 있도록 상기 개폐 로드와 상기 실린더 로드를 일체로 연결시켜 주는 연결부재를 포함할 수 있다.And a connecting member for integrally connecting the opening and closing rod and the cylinder rod so that the closure can be opened or closed by the operation of the operating cylinder.

상기 배출관의 내부에는 복수개의 홀을 가진 다공체가 삽입될 수 있다.A porous body having a plurality of holes may be inserted into the discharge tube.

상기 배출관의 외측에는 상기 배출관을 가열하기 위한 배출관 가열로가 설치될 수 있다.
A discharge pipe heating furnace for heating the discharge pipe may be installed outside the discharge pipe.

본 실시예에 따르면, 스폰지 형태의 금속 티타늄 또는 지르코늄 제조 시 환원제와 사염화티타늄 또는 사염화지르코늄의 환원반응 후 환원 용기 내에 잔류하는 미반응의 환원제 및 그 염화물을 효율적으로 분리 배출할 수 있으므로, 증류 공정의 처리 시간 단축으로 스펀지 형태의 금속 생산 효율을 향상할 뿐만 아니라, 순도 높은 스펀지 형태의 금속을 얻을 수 있다.According to this embodiment, it is possible to efficiently separate and discharge the unreacted reducing agent and its chloride remaining in the reducing vessel after the reduction reaction of the reducing agent with titanium tetrachloride or zirconium tetrachloride in the production of metal titanium or zirconium in the form of sponge, It is possible not only to improve the sponge-type metal production efficiency by shortening the processing time but also to obtain a sponge-type metal having high purity.

또한, 스폰지 형태의 금속 티타늄 또는 지르코늄을 환원 용기 내에서 생성한 뒤 미반응의 환원용 금속 및 그 염화물의 분리 회수를 용이하게 하는 동시에 진공증류 시 전력 사용량의 절감과 제품 품질 향상을 도모할 수 있으며, 기존의 상부 배출식과 달리 자중에 의한 자연 배출이 가능하기 때문에 캐리어 가스(carrier gas) 등의 사용이 불필요 하므로 장치의 구조가 간소화될 수 있다.
In addition, after sponge-type metal titanium or zirconium is produced in the reducing vessel, the unreacted reducing metal and the chloride thereof can be easily separated and recovered, and at the same time, the power consumption during vacuum distillation and the product quality can be improved , It is possible to discharge natural gas by its own weight unlike the conventional upper discharge type, so that it is unnecessary to use a carrier gas or the like, so that the structure of the apparatus can be simplified.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염화물 배출 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 염화물 배출 장치의 개략적인 일부 사시도이다.
도 3은 종래기술에 따른 염화물 제거 장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 종래기술에 다른 염화물 제거 장치가 적용된 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 종래기술에 따른 염화물 배출 장치를 도시한 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic block diagram of a chloride discharge apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a schematic partial perspective view of a chloride discharge apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view showing a conventional chloride removing apparatus.
4 is a side view showing a state in which another chloride removal device is applied to the prior art.
5 is a cross-sectional view illustrating a conventional chloride discharge apparatus.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Wherever possible, the same or similar parts are denoted using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염화물 배출 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 염화물 배출 장치의 개략적인 일부 사시도이다.FIG. 1 is a schematic structural view of a chloride discharge apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic partial perspective view of a chloride discharge apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 염화물 배출 장치(100)는, 스폰지 형태의 금속 제조 시 발생되는 부산물인 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 장치이다.Referring to FIGS. 1 and 2, the apparatus for discharging chlorides 100 according to an embodiment of the present invention is a device for discharging chlorides and unreacted reducing agents, which are byproducts generated in the production of sponge-type metal.

상기 염화물 배출 장치(100)는, 환원제와 대상물질이 환원 반응을 행하여 스폰지 형태의 금속을 생성하기 위한 환원 용기(110);The chloride discharge apparatus 100 includes a reduction vessel 110 for generating a sponge-like metal by performing a reduction reaction between a reducing agent and a target material;

상기 환원 용기(110)의 내부에 설치되고, 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속과 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제를 상기 환원 용기 내의 상, 하부에 위치할 수 있도록 분리시켜 주기 위한 분리부재(120); 및The sponge-type metal produced by the reduction reaction, the chloride generated by the reduction reaction, and the unreacted reducing agent, which are installed in the reducing vessel 110, are separated and positioned in the upper and lower parts of the reducing vessel. A separation member (120) And

상기 환원 용기(110)의 하부에 제공되고, 상기 분리부재(120)의 하부에 위치되는 염화물 및 미반응 환원제를 상기 환원 용기(110)의 외부로 배출하기 위한 염화물 배출부(200)를 포함할 수 있다.And a chloride discharge unit 200 provided at a lower portion of the reduction vessel 110 and discharging chlorides and unreacted reducing agent located under the separation member 120 to the outside of the reduction vessel 110 .

상기 환원 용기(110)의 외측에는 상기 환원 용기 내의 환원제 및 염화물을 용융시켜 줄 수 있도록 상기 환원 용기를 가열하기 위한 환원 용기 가열로(111, 113)가 설치될 수 있다. A reducing vessel heating furnace (111, 113) for heating the reducing vessel to melt the reducing agent and the chloride in the reducing vessel may be installed outside the reducing vessel (110).

상기 환원 용기 가열로(111, 113)는 상기 환원 용기의 측면부 및 하부에 설치될 수 있다.The reducing vessel heating furnaces 111 and 113 may be installed on the side and bottom of the reducing vessel.

상기 환원 용기 가열로(111, 113)에는 상기 환원 용기(110)의 가열 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치(미도시)가 연결될 수 있다.A temperature controller (not shown) for controlling the heating temperature of the reducing vessel 110 may be connected to the reducing vessel heating furnaces 111 and 113.

상기 환원제는 나트륨 또는 마그네슘 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 대상물질은 사염화티타늄 또는 사염화지르코늄 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.The reducing agent may be sodium or magnesium. In addition, the target material may be made of a metal such as titanium tetrachloride or zirconium tetrachloride.

상기 환원 용기(110)의 하단부는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 용이하게 수집할 수 있도록 오목하게 형성된 오목부(115)로 이루어질 수 있다.The lower end of the reducing vessel 110 may include a concave portion 115 formed to be concave to easily collect the chloride and the unreacted reducing agent.

상기 분리부재(120)는 그 상부에는 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속을 위치시키며, 그 하부에는 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제를 위치시키기 위한 격자 형상의 루스터(rooster)로 이루어질 수 있다. The separation member 120 has a sponge-like metal formed by the reduction reaction on its upper portion, and a lattice-shaped roaster (not shown) for positioning the chloride and unreacted reducing agent generated by the reduction reaction. ).

즉, 상기 분리부재(120)의 루스터는 격자 형상으로 형성되어 있으므로, 상기 루스터의 상면에는 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속이 위치되며, 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제는 상기 루스터의 격자 사이의 공간을 통하여 상기 루스터의 하부로 통과되어 낙하되므로, 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속과 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제가 상기 루스터를 중심으로 분리될 수 있다.That is, since the lupus of the separating member 120 is formed in a lattice shape, the sponge-shaped metal produced by the reduction reaction is positioned on the upper surface of the loupe, and the chloride generated by the reduction reaction and the unreacted reducing agent Is passed through the space between the lattices of the louvers to fall down to the lower portion of the louvers. Therefore, the sponge-type metal produced by the reduction reaction, the chloride generated by the reduction reaction, and the unreacted reducing agent Can be separated.

상기 염화물 배출부(200)는, 상기 환원 용기(110)의 하단부에 형성되고 상기 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 배출구(117); 및The chloride discharge unit 200 includes a discharge port 117 formed at a lower end of the reduction vessel 110 and discharging the chloride and the unreacted reducing agent. And

상기 배출구(117)에 결합되고, 상기 배출구(117)를 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 자중에 의하여 자연적으로 상기 환원 용기(110)의 외부로 배출하기 위한 배출관(210)을 포함할 수 있다.And a discharge pipe 210 coupled to the discharge port 117 and discharging the chloride and unreacted reducing agent discharged through the discharge port 117 to the outside of the reduction vessel 110 naturally by its own weight have.

상기 배출구(117)는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 용이하게 배출할 수 있도록 상기 환원 용기(110)의 오목부(115)의 중앙부에 형성될 수 있다.The outlet 117 may be formed at the center of the concave portion 115 of the reducing vessel 110 to facilitate discharge of the chloride and the unreacted reducing agent.

상기 배출관(210)은 상기 배출구(117)를 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제가 자중에 의하여 자연적으로 용이하게 배출될 수 있도록 상기 환원 용기(110)의 오목부(115)의 하단부에 수직 방향으로 배치될 수 있다.The discharge pipe 210 is connected to the lower end of the concave portion 115 of the reducing vessel 110 so as to allow the chloride and the unreacted reducing agent discharged through the discharge port 117 to be naturally discharged by their own weight, As shown in FIG.

상기 배출관(210)의 외측에는 상기 배출관(210)를 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 용융시켜 줄 수 있도록 상기 배출관(210)을 가열하기 위한 배출관 가열로(220)가 설치될 수 있다.A discharge pipe heating furnace 220 for heating the discharge pipe 210 may be installed outside the discharge pipe 210 to melt the chloride discharged through the discharge pipe 210 and the unreacted reducing agent.

상기 배출관 가열로(220)에는 상기 배출관(210)의 가열 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치(미도시)가 연결될 수 있다.A temperature control device (not shown) for controlling the heating temperature of the discharge pipe 210 may be connected to the discharge pipe heating furnace 220.

상기 배출관 가열로(220)는 상기 배출관(210)을 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 용이하게 용융시켜 줄 수 있도록 적어도 상기 배출관(210)의 상단부로부터 하부쪽으로 일정한 길이만큼 설치될 수 있으며, 상기 배출관(210)의 상단부로부터 하단부까지 설치될 수 있다.The discharge pipe heating furnace 220 may be installed at least a predetermined length from the upper end of the discharge pipe 210 so as to easily melt the chloride and unreacted reducing agent discharged through the discharge pipe 210, And may be installed from the upper end to the lower end of the discharge pipe 210.

상기 배출관(210)의 내부에는 상기 염화물의 배출과 응고를 용이하게 하기 위하여 복수개의 홀(231)을 가진 다공체(230)가 삽입될 수 있다.A porous body 230 having a plurality of holes 231 may be inserted into the discharge pipe 210 to facilitate discharge and coagulation of the chloride.

상기 다공체(230)이 홀(231)의 직경은 상기 염화물의 보다 용이한 배출과 응고를 위하여 예컨대, 1~2 cm의 크기를 가질 수 있다.The diameter of the hole 231 of the porous body 230 may have a size of, for example, 1 to 2 cm for easier discharge and coagulation of the chloride.

상기 다공체(230)의 홀(231)은 상기 배출관 벽면의 염화물 오염을 방지할 수 있도록 상기 다공체(230)의 중심부에 균일하게 분포될 수 있다.The holes 231 of the porous body 230 may be uniformly distributed in the center of the porous body 230 so as to prevent chloride contamination on the wall surface of the discharge pipe.

상기 다공체(230)의 길이는 상기 배출관 가열로(220)의 길이와 동일한 길이를 가지거나, 상기 배출관 가열로(220)의 길이보다 짧은 길이를 가질 수 있다.The length of the porous body 230 may be the same as the length of the discharge pipe heating furnace 220 or may be shorter than the length of the discharge pipe heating pipe 220.

상기 다공체(230)의 재질은 열전도도가 높은 구리 등으로 이루어질 수 있다.The material of the porous body 230 may be made of copper having a high thermal conductivity.

상기 배출관(210)의 외부에는 상기 배출관(210)을 냉각하기 위한 블로워(blower)(미도시)가 구비될 수 있다.A blower (not shown) for cooling the discharge pipe 210 may be provided outside the discharge pipe 210.

상기 배출관(210)의 끝단부에는 상기 염화물 및 미반응 환원제의 배출 완료 후 상기 배출관(210)으로부터 상기 염화물 및 미반응 환원제의 누출을 방지할 수 있도록 상기 배출관(210)을 밀폐하기 위한 마개(240)가 설치될 수 있다. 상기 마개(240)의 재질은 고온에 견딜 수 있도록 금속 재질로 이루어질 수 있다.The end of the discharge pipe 210 is provided with a cap 240 for sealing the discharge pipe 210 so as to prevent leakage of the chloride and the unreacted reducing agent from the discharge pipe 210 after completion of discharge of the chloride and the unreacted reactant. Can be installed. The stopper 240 may be made of a metal material to withstand high temperatures.

상기 마개(240)에는 상기 배출관(210)의 개폐를 위한 개폐 장치(250)가 결합될 수 있다.An opening / closing device 250 for opening / closing the discharge pipe 210 may be coupled to the plug 240.

상기 개폐 장치(250)는 상기 마개(240)의 하단부에 결합되는 개폐 로드(251);Closing device 250 includes an opening / closing rod 251 coupled to a lower end of the plug 240;

실린더 로드(253)를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더(255); 및An actuating cylinder 255 for actuating the cylinder rod 253; And

상기 작동 실린더(255)의 작동에 의하여 상기 배출관(210)을 개폐할 수 있도록 상기 개폐 로드(251)와 상기 실린더 로드(253)를 일체로 연결시켜 주는 연결부재(257)를 포함할 수 있다.And a connecting member 257 for integrally connecting the opening and closing rod 251 and the cylinder rod 253 so that the discharge pipe 210 can be opened or closed by the operation of the operating cylinder 255.

상기 작동 실린더(255)는 유압 또는 공기압 등에 의하여 작동될 수 있다. The operating cylinder 255 may be operated by hydraulic pressure, air pressure, or the like.

또한, 상기 배출관(210)에는 상기 다공체(230)를 상기 배출관(210)에 탈부착 가능하도록 결합시켜 주기 위한 걸림부재(260)가 구비될 수 있다. The discharge pipe 210 may be provided with a latching member 260 for detachably coupling the porous body 230 to the discharge pipe 210.

상기 걸림부재(260)는 상기 다공체(230)의 견고한 결합을 위하여 상기 배출관(210)에 일정한 간격으로 복수개 결합될 수 있다.The latching member 260 may be coupled to the discharge pipe 210 at a predetermined interval to secure the porous body 230.

상기 걸림부재(260)는 상기 다공체(230)와 볼트 등에 의하여 체결될 수 있지만, 상기 배출관(210)의 누출을 방지하기 위하여 용접 또는 접착 등의 방법에 의하여 결합될 수 있다.
The latching member 260 may be fastened to the porous body 230 by bolts or the like, but may be coupled by welding or adhesion to prevent leakage of the discharge tube 210.

이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 염화물 배출 장치(100)의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the chloride discharge apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

상기 환원 용기(110) 내부에서 나트륨 등의 환원제와 대상물질, 즉 금속 티타늄 또는 지르코늄의 환원 반응이 이루어진다. 이 때, 상기 환원 용기(110)의 내부에는 분리부재(120)를 설치하고 있으므로, 상기 분리부재(120)의 상부에는 상기 환원 용기(110) 내에서 환원 반응에 의하여 생성된 스폰지 형태의 금속 티타늄 또는 지르코늄이 위치되고, 상기 분리부재(120)의 하부에는 반응 부산물인 염화물 및 미반응 환원제가 위치된다.A reduction reaction of a reducing agent such as sodium and a target material, that is, metallic titanium or zirconium is performed in the reducing vessel 110. At this time, since the separating member 120 is installed in the reducing vessel 110, the upper part of the separating member 120 is filled with the sponge-like metal titanium Or zirconium, and a reaction by-product, a chloride and an unreacted reducing agent, are positioned below the separating member 120.

상기 분리부재(120)의 하부에 위치되는 염화물 및 미반응 환원제는 상기 환원 용기(110)의 오목부(115)로 수집되어 배출구(117)와 상기 염화물 배출부(200)의 배출관(210)을 통하여 상기 환원 용기(110)의 외부로 배출된다.The chloride and the unreacted reducing agent located below the separating member 120 are collected in the concave portion 115 of the reducing vessel 110 and discharged through the discharge port 117 and the discharge pipe 210 of the chloride discharge unit 200 And is discharged to the outside of the reducing vessel (110).

이 때, 상기 개폐 장치(150)의 작동 실린더(255)의 실린더 로드(253)는 후진, 즉 도 1의 위치에서 작동 실린더(253) 방향으로 이동되고, 상기 실린더 로드(253)가 후진됨에 따라 상기 연결부재(257)와 함께 개폐 로드(251)도 하부로 이동되고, 상기 개폐 로드(251)의 하부로의 이동에 의하여 상기 마개(240)는 상기 배출관(210)을 열어준 상태로 된다.At this time, the cylinder rod 253 of the actuating cylinder 255 of the opening and closing device 150 is moved backward, that is, in the direction of the actuating cylinder 253 in the position of FIG. 1 and as the cylinder rod 253 is moved backward The opening and closing rod 251 is moved downward together with the connecting member 257 and the stopper 240 is moved to the lower portion of the opening and closing rod 251 to open the outlet pipe 210.

또한, 상기 환원 용기 가열로(111, 113)와 상기 배출관 가열(220)로 각각의 온도 제어 장치(미도시)에 의하여 가열 온도가 제어될 수 있다.In addition, the heating temperature can be controlled by the respective temperature control devices (not shown) in the reducing vessel heating furnaces 111 and 113 and the discharge tube heating 220.

즉, 상기 환원 용기(110) 내에서 환원 반응 중에는 상기 환원 용기 가열로(111, 113)에 의하여 상기 환원 용기(110)만 예컨대, 850℃까지 가열하여 용융된 염화물 또는 환원제의 상기 염화물 배출부(200)의 배출관(210)으로의 흐름을 방지하고, 또한, 염화물 배출 시에는 상기 배출관 가열로(220)에 의하여 상기 배출관(210)을 예컨대, 750℃까지 가열하여 상기 배출관(210)에서의 염화물 및 미반응 환원제 응고를 방지함으로써, 염화물 및 미반응 환원제는 자중에 의하여 자연적으로 낙하하여 상기 배출관(210)을 통하여 상기 환원 용기(110)의 외부로 배출될 수 있다. That is, during the reducing reaction in the reducing vessel 110, only the reducing vessel 110 is heated to 850 ° C. by the reducing vessel heating furnaces 111 and 113 to remove the molten chloride or the reducing agent 200 to the discharge pipe 210 while the discharge pipe 210 is heated to 750 ° C. by the discharge pipe heating furnace 220 to discharge the chloride in the discharge pipe 210, The chloride and the unreacted reducing agent can naturally fall down due to their own weight and can be discharged to the outside of the reducing vessel 110 through the discharge pipe 210.

또한, 상기 배출관(210) 내부에는 직경 1~2cm의 홀(231)을 가진 다공체(230)가 삽입되어 있고, 상기 홀(231)은 상기 다공체(230)의 중심부에 균일하게 분포하고 있으며, 상기 다공체(230)의 길이는 상기 배출관 가열로(22)의 길이와 같게 하거나 또는 짧게 하고, 상기 다공체(230)의 재질은 구리(Cu) 등 열전도도가 높은 재질로 구성하고 있으므로, 염화물 및 미반응 환원제의 배출과 응고를 용이하게 한다.A porous body 230 having a hole 231 having a diameter of 1 to 2 cm is inserted into the discharge pipe 210. The hole 231 is uniformly distributed in the center of the porous body 230, Since the length of the porous body 230 is equal to or shorter than the length of the discharge pipe heating furnace 22 and the material of the porous body 230 is made of a material having a high thermal conductivity such as copper (Cu) Facilitates the discharge and coagulation of the reducing agent.

상기 배출관(210)으로 배출되는 염화물 및 미반응 환원제는 상기 다공체(230)의 홀(231)을 통과하게 되며, 상기 다공체(230)의 중심부에 분포한 홀(231)로 인하여 상기 배출관(210) 내측 벽면의 염화물 오염을 방지할 수 있다.The chloride discharged from the discharge pipe 210 and the unreacted reducing agent are passed through the holes 231 of the porous body 230 and the holes 231 distributed in the central portion of the porous body 230, Chloride contamination on the inner wall surface can be prevented.

또한, 상기 배출관(210)을 통한 염화물 및 미반응 환원제의 배출이 완료되면, 상기 개폐 장치(250)의 작동 실린더(255)의 실린더 로드(253)를 전진시켜, 도 1의 위치와 같이 이동시켜 준다. 상기 실린더 로드(253)가 전진됨에 따라 상기 연결부재(257)와 함께 개폐 로드(251)도 상부로 이동되고, 상기 개폐 로드(251)의 상부로의 이동에 의하여 상기 마개(240)는 상기 배출관(210)을 닫아준 상태로 된다.When the discharge of the chloride and the unreacted reducing agent through the discharge pipe 210 is completed, the cylinder rod 253 of the operating cylinder 255 of the opening and closing device 250 is moved forward as shown in FIG. 1 give. As the cylinder rod 253 is advanced, the opening / closing rod 251 is also moved upward together with the connecting member 257. Due to the upward movement of the opening / closing rod 251, (210) is closed.

그리고, 상기 배출관(210)을 통한 염화물 및 미반응 환원제의 배출 완료 시점에서 상기 배출관(210)의 외부에서 블로워를 이용하여 상기 배출관(210)을 냉각하게 된다. 이 때, 상기 염화물은 예컨대, 1.7g/cm3 밀도와 일정한 크기의 점도를 가지고 있으므로, 상기 다공체(230)의 홀(231) 내부의 염화물은 모세관 현상으로 홀 내에서 응고되어 상기 환원 용기(110)의 진공을 유지할 수 있다.When the discharge of chloride and unreacted reducing agent through the discharge pipe 210 is completed, the discharge pipe 210 is cooled using a blower from the outside of the discharge pipe 210. Since the chloride has a density of, for example, 1.7 g / cm 3 and a constant size, the chloride in the hole 231 of the porous body 230 solidifies in the hole due to capillary phenomenon, ) Can be maintained.

상기 배출관(210)의 끝단부에 설치된 마개(240)를 이용하여 상기 환원 용기(110)의 진공 유지를 돕는다. 염화물 및 미반응 환원제의 배출 완료 후, 상기 마개(240)의 내부에 냉각수를 흘려 상기 마개 내부를 냉각함으로써 상기 다공체(230)로부터 탈락되는 염화물 및 미반응 환원제를 재응고시켜 누출을 방지할 수 있다.A cap 240 provided at an end of the discharge pipe 210 is used to help the vacuum container 110 maintain a vacuum. After completion of discharge of the chloride and unreacted reducing agent, cooling water is supplied to the inside of the cap 240 to cool the inside of the cap so that the chloride and the unreacted reducing agent that are separated from the porous body 230 are re-solidified to prevent leakage .

100: 염화물 배출 장치 110: 환원 용기
120: 분리부재 200: 염화물 배출부
210: 배출관 220: 배출관 가열로
230: 다공체 240: 마개
250: 개폐 장치100: Chloride discharge device 110: Reduction container
120: separating member 200: chloride discharge unit
210: discharge pipe 220: discharge pipe heating furnace
230: porous article 240:
250: Switchgear

Claims (13)

스폰지 형태의 금속 제조 시 발생되는 부산물인 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 염화물 배출 장치에 있어서,
환원제와 대상물질이 환원 반응을 행하여 스폰지 형태의 금속을 생성하기 위한 환원 용기;
상기 환원 용기의 내부에 설치되고, 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속과 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제를 상기 환원 용기 내의 상, 하부에 위치할 수 있도록 분리시켜 주기 위한 분리부재;
상기 환원 용기의 하단부에 형성되고 상기 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 배출구;
상기 배출구에 결합되고, 상기 배출구를 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 자중에 의하여 자연적으로 상기 환원 용기의 외부로 배출하기 위한 배출관; 및
상기 배출관의 내부에 삽입되고, 복수개의 홀을 가진 다공체
를 포함하는 염화물 배출 장치.A chloride discharge apparatus for discharging a chloride and an unreacted reducing agent, which are byproducts generated in the production of a metal in the form of a sponge,
A reducing vessel for generating a sponge-like metal by performing a reducing reaction between the reducing agent and the target substance;
And a separator for separating the sponge-shaped metal generated by the reduction reaction, the chloride generated by the reduction reaction, and the unreacted reducing agent, which are provided in the reducing vessel, A separating member;
A discharge port formed at a lower end of the reduction vessel for discharging the chloride and the unreacted reducing agent;
A discharge pipe coupled to the discharge port and discharging the chloride and the unreacted reducing agent discharged through the discharge port to the outside of the reduction vessel naturally by its own weight; And
A porous body inserted into the discharge tube and having a plurality of holes,
≪ / RTI > 제1항에 있어서,
상기 배출관의 외측에는 상기 배출관을 가열하기 위한 배출관 가열로가 설치되는 염화물 배출 장치.The method according to claim 1,
And a discharge pipe heating furnace for heating the discharge pipe is provided outside the discharge pipe. 제1항에 있어서,
상기 다공체의 홀은 직경은 1~2cm의 크기를 가지는 염화물 배출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the hole of the porous article has a diameter of 1 to 2 cm. 제3항에 있어서,
상기 다공체의 홀은 상기 다공체의 중심부에 균일하게 분포되는 염화물 배출 장치.The method of claim 3,
And the hole of the porous article is uniformly distributed in the center of the porous article. 제1항에 있어서,
상기 배출관의 외부에는 상기 배출관을 냉각하기 위한 블로워(blower)가 구비되는 염화물 배출 장치.The method according to claim 1,
And a blower for cooling the discharge pipe is provided outside the discharge pipe. 제1항에 있어서,
상기 배출관의 끝단부에는 상기 배출관을 밀폐하기 위한 마개가 설치되는 염화물 배출 장치.The method according to claim 1,
And a cap for sealing the discharge pipe is installed at an end of the discharge pipe. 제6항에 있어서,
상기 마개에는 상기 마개의 개폐를 위한 개폐 장치가 결합되는 염화물 배출 장치.The method according to claim 6,
Wherein the closure is provided with an opening / closing device for opening / closing the closure. 제7항에 있어서,
상기 개폐 장치는 상기 마개의 하단부에 결합되는 개폐 로드;
실린더 로드를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더; 및
상기 작동 실린더의 작동에 의하여 상기 마개를 개폐할 수 있도록 상기 개폐 로드와 상기 실린더 로드를 일체로 연결시켜 주는 연결부재를 포함하는 염화물 배출 장치.8. The method of claim 7,
The opening / closing device includes an opening / closing rod coupled to a lower end of the cap;
An operating cylinder for operating the cylinder rod; And
And a connecting member for integrally connecting the opening and closing rod and the cylinder rod so that the closure can be opened or closed by the operation of the operating cylinder. 제1항에 있어서,
상기 배출관에는 상기 다공체를 상기 배출관에 탈부착 가능하도록 결합시켜 주기 위한 걸림부재가 구비되는 염화물 배출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the discharge pipe is provided with a latching member for detachably coupling the porous body to the discharge pipe. 스폰지 형태의 금속 제조 시 발생되는 부산물인 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 염화물 배출 장치에 있어서,
환원제와 대상물질이 환원 반응을 행하여 스폰지 형태의 금속을 생성하기 위한 환원 용기;
상기 환원 용기의 내부에 설치되고, 상기 환원 반응에 의해 생성된 스폰지 형태의 금속과 상기 환원 반응에 의하여 발생되는 염화물 및 미반응 환원제를 상기 환원 용기 내의 상, 하부에 위치할 수 있도록 분리시켜 주기 위한 분리부재;
상기 환원 용기의 하단부에 형성되고 상기 염화물 및 미반응 환원제를 배출하기 위한 배출구;
상기 배출구에 결합되고, 상기 배출구를 통하여 배출되는 상기 염화물 및 미반응 환원제를 자중에 의하여 자연적으로 상기 환원 용기의 외부로 배출하기 위한 배출관;
상기 배출관의 끝단부에 설치되고, 상기 배출관을 밀폐하기 위한 마개; 및
상기 마개에 결합되고, 상기 마개의 개폐를 위한 개폐 장치
를 포함하는 염화물 배출 장치.A chloride discharge apparatus for discharging a chloride and an unreacted reducing agent, which are byproducts generated in the production of a metal in the form of a sponge,
A reducing vessel for generating a sponge-like metal by performing a reducing reaction between the reducing agent and the target substance;
And a separator for separating the sponge-shaped metal generated by the reduction reaction, the chloride generated by the reduction reaction, and the unreacted reducing agent, which are provided in the reducing vessel, A separating member;
A discharge port formed at a lower end of the reduction vessel for discharging the chloride and the unreacted reducing agent;
A discharge pipe coupled to the discharge port and discharging the chloride and the unreacted reducing agent discharged through the discharge port to the outside of the reduction vessel naturally by its own weight;
A cap installed at an end of the discharge pipe for sealing the discharge pipe; And
An opening / closing device coupled to the plug for opening /
≪ / RTI > 제10항에 있어서,
상기 개폐 장치는 상기 마개의 하단부에 결합되는 개폐 로드;
실린더 로드를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더; 및
상기 작동 실린더의 작동에 의하여 상기 마개를 개폐할 수 있도록 상기 개폐 로드와 상기 실린더 로드를 일체로 연결시켜 주는 연결부재를 포함하는 염화물 배출 장치.11. The method of claim 10,
The opening / closing device includes an opening / closing rod coupled to a lower end of the cap;
An operating cylinder for operating the cylinder rod; And
And a connecting member for integrally connecting the opening and closing rod and the cylinder rod so that the closure can be opened or closed by the operation of the operating cylinder. 제10항에 있어서,
상기 배출관의 내부에는 복수개의 홀을 가진 다공체가 삽입되는 염화물 배출 장치.11. The method of claim 10,
And a porous body having a plurality of holes is inserted into the discharge pipe. 제10항에 있어서,
상기 배출관의 외측에는 상기 배출관을 가열하기 위한 배출관 가열로가 설치되는 염화물 배출 장치.
11. The method of claim 10,
And a discharge pipe heating furnace for heating the discharge pipe is provided outside the discharge pipe.
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