KR20150047891A - 전기로 충진재 제조 방법과 이로부터 제조된 전기로 충진재 및 이를 위한 연마 드럼 구조물 - Google Patents

전기로 충진재 제조 방법과 이로부터 제조된 전기로 충진재 및 이를 위한 연마 드럼 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전기로 충진재 제조 방법은, 니켈 제련시 발생되는 니켈 슬래그에 대해 냉각 공정을 적용하여 고형화시키는 과정과, 고형화된 니켈 슬래그를 연마하는 과정과, 연마된 니켈 슬래그를 스크리닝하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

전기로 충진재 제조 방법과 이로부터 제조된 전기로 충진재 및 이를 위한 연마 드럼 구조물{METHOD FOR MANUFACTURING EBT FILLER AND THE EBT FILLER PRODUCED THE SAME METHOD, POLISHING DRUM STRUCTURE}
본 발명은 편심노저 출강(EBT: Eccentric Bottom Tapping)방식의 전기로에 사용되는 전기로 충진재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 니켈 제련시 발생되는 니켈 슬래그에 대해 냉각 공정 또는 풍쇄 공정을 적용함으로써, 환경오염 감소와 더불어 개공율을 향상시키고, 폐기처리 비용을 절감하며, 안정된 공급 가격을 실현하는데 적합한 전기로 충진재 제조 방법과 이로부터 제조된 전기로 충진재 및 이를 위한 연마 드럼 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 전기로는 아크(arc)와 산소의 산화열에 의하여 스크랩을 용해하고, 용융상태의 용강을 수강 래들에 출강하여 고온의 용강을 얻는 데에 사용되고 있다.
이와 같은 전기로는 출강하는 방식에 따라 노구 출강방식 또는 편심노저 출강(EBT)방식 중의 한 가지 출강방식을 채택하고 있는데, 현재 전기로의 거의 대부분은 출강시 출강 시간을 줄이고, 출강 중의 온도 저하를 줄여주며, 래들 내로 유출되는 슬래그(slag)를 최소화할 수 있는 편심노저 출강방식을 채택하고 있다.
도 1은 종래 편심노저 출강구를 구비한 일반적인 전기로의 일예를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전기로 본체(101)에 장입된 스크랩에 대한 상부 전극봉과 하부 전극(103)을 이용하여 발생된 아크를 이용한 용해작업이 완료된 후, 용해된 용강은 노 내에서 정련 작업을 거치고 전기로 본체(101) 하부에 설치된 전기로 출강구(104)를 통해 하측의 래들로 출강된다.
이때, 출강작업을 하는 도중에 소비자가 요구하는 적절한 제품 성분 및 요구하는 기계적 특성을 만족시키도록, 합금철을 합금철 투입구(chute)를 통하여 첨가하여 소정의 성분을 배합하고, 탈산재(예컨대, Al,Si 등)를 첨가하여, 2차 정련공정인 LF(Ladle Furnace) 및 VTD(Vacuum Tank Degasing)를 거치게 한 후, 연속압연 공정으로 보내 열연 코일을 제조하게 된다.
출강이 완료된 후의 전기로 출강구(104)는 동공을 형성하면서 내부가 비어 있는 원형의 단면형상을 갖는데, 고열의 용강에 견딜 수 있도록 고온강화 연와로 축조되어 있다.
한편, 편심노저 출강방식을 사용하는 전기로의 경우 전기로 출강구의 개공율 향상과 용강의 슬래그 조성 및 경제성 등을 고려하여 출강구를 충진하는 충진재로서, 예컨대 MgO: 40~90 중량%, SiO2: 10~40 중량%로 조성된 감람석(OLIVINE SAND), 마그네사이트, 사문암 등을 건조, 선별하여 1~6mm의 크기로 된 입자를 사용하고 있다.
이때, 충진재로 사용되는 대부분의 원료 광물은 자연 상태에서 채취된 천연광물로서, 채광, 가공, 운송에 따른 환경오염이 심각하고, 천연광물의 특성상 제강조건에 따른 화학조성의 변화가 불가능하며, 결정수의 내재로 인하여 용강의 수소 취성을 초래하는 하나의 요인이 되고 있고, 또한 침상구조에 따른 석면(Asbesotos)의 인체 유해함이 우려되고 있다.
뿐만 아니라, 내화도가 낮아 입자 간의 용융, 소결 현상에 의한 개공율의 저하가 발생되고 있다.
한편, 니켈 광물의 제련시 발생되는 니켈 슬래그는 대개 단순 매립되거나 혹은 폐기물로 폐기 처리되고 있으며, 또한 제철, 제강 및 각종 산업분야에서 내화물, 스탬핑제 등으로 다양하게 활용되고 있는 마그네시아계 내화물들도 수명을 마친 후 거의 대부분 폐기물로서 폐기 처리되고 있어 폐기처리에 따른 비용 상승은 물론 폐기 불량시 제2의 환경오염을 초래하는 원인이 되기도 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보(등록번호 10-1135532호)에는 '친환경 전기로 충진재 및 그 제조방법'(이하, 선행발명이라 함)이 개시되어 있다.
즉, 선행발명은 분쇄 단계, 선별 단계, 혼합 단계 및 건조 단계를 포함하는데, 이때 건조 단계에서 MgO 성분이 함유된 첨가물은, 내화벽돌 혹은 스탬핑제로 사용된 후 폐기되는 폐마그네시아 내화물, 폐마그카본, 폐마그크롬 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것이다.
이러한 선행발명은 금속 및 화학 공업의 폐기물 또는 부산물을 재활용할 수 있어 자원의 효율적인 사용이 가능하고, 폐기시 발생되는 환경오염을 방지할 수 있으며, 보다 저렴한 비용으로 충진재를 만들 수 있고, 우수한 충진 효과 및 내화도가 높아 개공율을 향상시키며, 결정수 등 유해원소의 혼입을 제거함으로써 보다 친환경적인 충진재를 제조할 수 있는 효과가 있다.
근래 들어, 환경오염 감소와 더불어 개공율을 향상시키고, 폐기처리 비용을 절감하며, 안정된 가격으로 공급하는 것이 가능한 친환경 전기로 충진재 제조 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개실용신안 제2009-0004963호(공개일: 2009. 05. 25)
본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 니켈 슬래그에 대해 냉각 공정 또는 풍쇄 공정을 적용하는 방식을 통해 충진재를 제조함으로써, 인체의 유해 및 환경오염을 유발시키지 않는 전기로 충진재와 그 제조 방법 및 이를 위한 연마 드럼 구조물을 제공할 수 있다.
본 발명은, 니켈 슬래그에 대한 연마성이 상대적으로 우수한 재질의 연마 부재 및 연마성 스크린망을 연마 드럼에 적용함으로써, 공극율을 향상시킬 수 있는 전기로 충진재와 그 제조 방법 및 연마 드럼 구조물을 제공할 수 있다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 니켈 제련시 발생되는 니켈 슬래그에 대해 냉각 공정을 적용하여 고형화시키는 과정과, 고형화된 니켈 슬래그를 연마하는 과정과, 연마된 니켈 슬래그를 스크리닝하는 과정을 포함하는 전기로 충진재 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 고형화시키는 과정은, 소정의 온도 범위를 갖는 냉각수를 상기 니켈 슬래그에 기 설정된 수압으로 분사할 수 있다.
본 발명의 상기 냉각수의 분사는, 고압 살수 노즐을 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 소정의 온도 범위는, 상기 니켈 슬래그의 수축성을 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 상기 소정의 온도 범위는, 1 ~ 20℃ 범위일 수 있다.
본 발명의 상기 연마하는 과정은, 내측에 연마 부재가 부착된 회전형의 연마 드럼을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 연마와 스크리닝은, 내측에 연마 부재와 스크린망이 회전축의 길이 방향 또는 폭 방향으로 서로 교번하는 형태로 부착된 회전형의 연마 드럼을 통해 동시 수행될 수 있다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 제조 방법에 따라 제조된 전기로 충진재를 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 니켈 제련시 발생되는 니켈 슬래그에 대해 풍쇄 공정을 적용하여 고형화시키는 과정과, 고형화된 니켈 슬래그를 연마하는 과정과, 연마된 니켈 슬래그를 스크리닝하는 과정을 포함하는 전기로 충진재 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 고형화시키는 과정은, 냉온 가스 또는 냉온 기류를 상기 니켈 슬래그에 분사할 수 있다.
본 발명의 상기 냉온 가스 또는 냉온 기류의 온도 범위는, -5 ~ 20℃ 범위일 수 있다.
본 발명의 상기 냉온 가스 또는 냉온 기류의 분사는, 고압 노즐을 이용할 수 있다.
본 발명의 상기 연마하는 과정은, 내측에 연마 부재가 부착된 회전형의 연마 드럼을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 연마와 스크리닝은, 내측에 연마 부재와 스크린망이 회전축의 길이 방향 또는 폭 방향으로 서로 교번하는 형태로 부착된 회전형의 연마 드럼을 통해 동시 수행될 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 제조 방법에 따라 제조된 전기로 충진재를 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 니켈 제련시 발생되어 고형화된 니켈 슬래그를 투입하는 슬래그 투입구와, 회전 모터로부터의 동력에 의해 회전하는 회전축에 고정되며, 상기 슬래그 투입구를 통해 투입되는 상기 니켈 슬래그를 연마 및 스크리닝하는 회전형의 연마 드럼 몸체와, 상기 연마 드럼 몸체로부터 배출되는 스크리닝된 니켈 슬래그를 포집하여 슬래그 토출구로 토출하는 슬래그 포집기를 포함하는 전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물을 제공한다.
본 발명의 상기 연마 드럼 몸체는, 다수의 지지바를 통해 상기 회전축에 지지되는 연마 드럼과, 상기 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성되어 상기 연마 드럼의 내부 공간으로 투입된 상기 니켈 슬래그를 회전에 의한 마찰을 이용하여 연마하는 다수의 연마 부재와, 상기 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재의 사이에 교번하는 형태로 형성되어 소정 크기로 연마된 니켈 슬래그를 상기 포집기로 배출하는 다수의 스크린망을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 다수의 스크린망은, 상기 니켈 슬래그에 대한 연마성을 갖는 재질일 수 있다.
본 발명의 상기 다수의 스크린망의 재질은, 실리콘 카바이드(silicon carbide), 세라믹(ceramic), 지르콘(zircon) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 상기 연마 드럼 몸체는, 다수의 지지바를 통해 상기 회전축에 지지되는 연마 드럼과, 상기 연마 드럼의 폭 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 길이 방향으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성되어 상기 연마 드럼의 내부 공간으로 투입된 상기 니켈 슬래그를 회전에 의한 마찰을 이용하여 연마하는 다수의 연마 부재와, 상기 연마 드럼의 폭 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 길이 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재의 사이에 교번하는 형태로 형성되어 소정 크기로 연마된 니켈 슬래그를 상기 포집기로 배출하는 다수의 스크린망을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 다수의 스크린망은, 상기 니켈 슬래그에 대한 연마성을 갖는 재질일 수 있다.
본 발명의 전기로 충진재 제조 방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 니켈 슬래그에 인체 및 환경 등에 유해한 석면을 함유하지 않고 냉각 공정 또는 풍쇄 공정만을 적용하여 그대로 사용하기 때문에, 인체의 유해 및 환경오염을 근원적으로 방지할 수 있다.
둘째, 니켈 슬래그에 대한 연마성이 상대적으로 우수한 재질의 연마 부재 및 연마성 스크린망을 연마 드럼에 적용하기 때문에, 공극율을 최대화시킬 수 있다.
도 1은 종래 편심노저 출강구를 구비한 일반적인 전기로의 일예를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따라 전기로 충진재를 제조하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전기로 충진재를 제조하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기로 충진재를 제조하기 위해 적용 가능한 일실시 예에 따른 연마 드럼 구조물에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기로 충진재를 제조하기 위해 적용 가능한 다른 실시 예에 따른 연마 드럼 구조물에 대한 사시도이다.
먼저, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
[실시 예1]
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따라 전기로 충진재를 제조하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.
도 2를 참조하면, 고온 용융 상태의 니켈 슬래그(슬래그 부산물)를 준비하고(단계 202), 준비된 니켈 슬래그에 대해 냉각 공정을 적용함으로써, 니켈 슬래그를 고형화시킨다(단계 204).
여기에서, 니켈 슬래그의 고형화는 소정의 온도 범위를 갖는 냉각수를 니켈 슬래그에 기 설정된 수압으로 분사하는 방식으로 수행될 수 있는데, 냉각수의 분사에는, 예컨대 고압 살수 노즐이 이용될 수 있다. 그리고, 냉각수의 온도 범위는 니켈 슬래그의 수축성을 고려하여 결정될 수 있다. 일례로서, 냉각수 온도는 1 ~ 20℃ 정도의 온도 범위가 바람직한데, 이것은 온도가 낮을수록 급냉이 되어 니켈 슬래그가 구형으로 될 수 있기 때문이다.
다음에, 냉각 공정의 적용을 통해 고형화된 니켈 슬래그를 연마 및 스크리닝을 위한 수단, 일례로서 도 4에 도시된 바와 같은 연마 드럼 구조물의 내부 공간으로 투입시킨다(단계 206). 즉, 본 발명에 따른 전기로 충진재의 제조를 위해 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 연마 구조물을 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전기로 충진재를 제조하기 위해 적용 가능한 일실시 예에 따른 연마 드럼 구조물에 대한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시 예의 연마 드럼 구조물은 냉각 공정의 적용을 통해 고형화된 니켈 슬래그를 투입하는 슬래그 투입구(410)와, 도시 생략된 회전 모터로부터의 동력에 의해 회전하는 회전축(421)에 고정되며, 슬래그 투입구(410)를 통해 투입되는 니켈 슬래그를 연마 및 스크리닝하는 회전형의 연마 드럼 몸체(420)와, 연마 드럼 몸체(420)로부터 외부로 배출되는 스크리닝된 니켈 슬래그를 포집하여 슬래그 토출구(432)로 토출하는 슬래그 포집기(430) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 슬래그 투입구(410)는 자동 또는 수동 개폐식 구조로 형성될 수 있다.
그리고, 연마 드럼 몸체(420)는 다수의 지지바(422)를 통해 회전축(421)에 지지되는 연마 드럼(423)과, 연마 드럼(423)의 길이 방향(회전축의 길이 방향)으로 신장되어 연마 드럼(423)의 폭 방향으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성되는 다수의 연마 부재(424)와, 연마 드럼(423)의 길이 방향(회전축의 길이 방향)으로 신장되어 연마 드럼(423)의 폭 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재(424)의 사이에 교번하는 형태로 형성되는 다수의 스크린망(425)을 포함할 수 있다.
여기에서, 연마 부재로서는, 예컨대 니켈 슬래그에 대해 상대적으로 큰 연마성을 갖는 재질로 된 연마 시트, 연마 페이퍼 등을 사용될 수 있는데, 연마 드럼(423)의 내부 공간으로 투입된 니켈 슬래그를 회전에 의한 마찰을 이용하여 연마, 슬래그의 뽁족한 부분들을 다듬어서 구형(또는 타원형)으로 연마하는 기능을 제공할 수 있다. 여기에서, 슬래그를 구형으로 연마하는 것은 공극율을 최대화하기 위해서이다.
그리고, 다수의 각 스크린망(425)은, 예컨대 니켈 슬래그에 대해 연마성이 상대적으로 우수한 재질의 연마성 스크린망을 사용할 수 있으며, 각 연마 부재(424) 및 연마성 스크린망을 통해 소정 크기로 연마되는 니켈 슬래그를 포집기(430)로 배출시키는 등의 기능을 제공할 수 있다. 여기에서, 스크린망(425)로서는, 예컨대 실리콘 카바이드(silicon carbide), 세라믹(ceramic), 지르콘(zircon) 중 어느 하나의 재질로 만들어진 연마 시트 등이 사용될 수 있다.
다음에, 포집기(430)는, 일측에 슬래그 토출구(432)가 형성되는 것으로, 각 스크린망(425)을 통해 배출되는 연마 및 스크리닝된 니켈 슬래그가 슬래그 토출구(432) 측 방향으로 슬라이딩 가능하도록 임의의 경사각(슬래그 토출구 측으로의 하향 경사각)을 갖도록 형성될 수 있다.
이때, 연마된 니켈 슬래그가 각 스크린망(425)을 통해 배출되어 슬래그 토출구 측으로 슬라이딩되도록 하기 위하여, 포집기를 슬래그 토출구 측으로의 하향 경사각을 갖는 형태로 제작하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 실시 예의 연마 드럼 구조물이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 연마 드럼 자체를 어느 정도 경사지게 설치(고정 배치)함으로써 각 스크린망(425)을 통해 배출되는 연마 및 스크리닝된 니켈 슬래그가 슬래그 토출구(432) 측 방향으로 자동 슬라이딩되도록 할 수 있음은 물론이며, 이 경우 포집기(430)의 구조를 경사지지 않고 연마 드럼(423)의 외면과 평행한 형태로 제작할 수 있다.
다시, 도 2 및 도 4를 참조하면, 슬래그 투입구(410)를 통해 냉각 공정의 적용을 통해 고형화된 니켈 슬래그(슬래그 부산물)를 투입한 후 연마 드럼 구조물을 작동시켜 연마 드럼(423)을 일측 방향으로 회전시킴으로써 니켈 슬래그에 대한 연마 및 스크리닝 공정을 실행시킨다(단계 208).
그 결과, 연마 부재(424)와 연마성 스크린망을 통해 기 설정된 소정 크기(예컨대, 스크린망을 통해 배출 가능한 크기)로 연마된 니켈 슬래그가 각 스크린망(425)을 통해 포집기(430)로 배출되어 포집되고, 이와 같이 포집되는 니켈 슬래그들(예컨대, 구형 형태의 니켈 슬래그들)이 슬래그 토출구(432) 측으로 슬라이딩되어 외부로 토출됨으로써, 전기로 충진재의 제조를 완료한다(단계 210).
이때, 스크린망(425)을 통해 배출되는 니켈 슬래그는, 예컨대 1~8㎜의 크기 범위를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 2~5㎜의 크기 범위가 더욱 적합한데, 이것은 사이즈 차이의 최소화를 통해 충진 균일도를 증진시킴으로써 충진 효과를 높일 수 있기 때문이다.
한편, 본 실시 예에서는 일례로서 도 4에 도시된 바와 같은 형태를 갖는 연마 드럼 구조물을 이용하여 고형화된 니켈 슬래그에 대해 연마 공정과 스크리닝 공정을 동시 수행(또는 동시 다발적 수행)하는 것으로 설명하였으나, 본 실시 예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 전기로 충진재에 대한 작업 환경, 제작 환경, 적용 환경 등에 따라 내측에 연마 부재만이 부착된 회전형의 연마 드럼을 이용하여 연마 공정을 수행하고, 이후 별도의 스크리닝 장비를 이용하여 니켈 슬래그에 대한 스크리닝을 수행하도록 설계할 수도 있음은 물론이다.
다른 한편, 본 실시 예에 따른 전기로 충진재의 제조를 위해, 도 4에 도시된 바와 같은 연마 드럼 구조물, 즉 다수의 연마 부재를 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성하고, 다수의 스크린망을 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재의 사이에 교번하는 형태로 형성하는 형태의 연마 드럼을 채용한 연마 드럼 구조물을 이용하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 실시 예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일례로서 도 5에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 연마 드럼 구조물을 적용할 수도 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기로 충진재를 제조하기 위해 적용 가능한 다른 실시 예에 따른 연마 드럼 구조물에 대한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시 예의 연마 드럼 구조물은, 다수의 연마 부재를 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성하고, 다수의 스크린망을 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재의 사이에 교번하는 형태로 형성하는 전술한 도 4의 실시 예와는 달리, 다수의 연마 부재(524)를 연마 드럼(523)의 폭 방향(회전축(521)의 폭 방향)으로 신장되어 연마 드럼(523)의 길이 방향(회전축(521)의 길이 방향)으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성하고, 다수의 스크린망(525)을 연마 드럼(523)의 폭 방향으로 신장되어 연마 드럼(523)의 길이 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재(524)의 사이에 교번하는 형태로 형성하는 점에 있어서 구조적인 차이를 가지며, 그 이외의 구성부재들의 각 구조 및 기능들은 실질적으로 동일하다.
즉, 도 5의 510은 도 4의 410에, 도 5의 520은 도 4의 420에, 도 5의 522는 도 4의 422에, 도 5의 530은 도 4의 430에, 도 5의 532는 도 4의 432에 각각 대응하는 구성부재로서 서로 대응하는 각 구성부재들은 실질적으로 동일한 구조로서 동일한 기능을 각각 수행한다.
따라서, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복 기재를 피하기 위하여, 이하에서는 도 4에 도시된 구성부재들과 실질적으로 동일한 구조 및 기능을 제공하는 도 5의 각 구성부재들에 대한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 실시 예의 연마 드럼 구조물에서는, 슬래그 투입구(510)를 통해 투입된 고형화된 니켈 슬래그(슬래그 부산물)에 대해 연마 드럼(523)의 회전에 따른 연마 및 스크니링 공정을 적용(실행)하는데, 이를 통해 다수의 스크린망(525)을 통해 배출되는 기 설정된 소정 크기(예컨대, 스크린망을 통해 배출 가능한 크기)의 연마 및 스크리닝된 니켈 슬래그는 포집기(530)로 포집되어 슬래그 토출구(532) 측으로 슬라이딩되어 외부로 토출된다.
[실시 예2]
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전기로 충진재를 제조하는 주요 과정을 도시한 공정 순서도이다.
도 3을 참조하면, 고온 용융 상태의 니켈 슬래그(슬래그 부산물)를 준비하고(단계 302), 준비된 니켈 슬래그에 대해 풍쇄 공정을 적용함으로써, 니켈 슬래그를 고형화시킨다(단계 304).
여기에서, 니켈 슬래그의 고형화는 냉온 가스 또는 냉온 기류를 니켈 슬래그에 분사하는 방식으로 수행될 수 있는데, 냉온 가스 또는 냉온 기류의 분사는 기 설정된 냉온의 온도 조건(예컨대, -5 ~ 20℃ 등)에서 수행될 수 있으며, 냉온 가스 또는 냉온 기류의 분사에는, 예컨대 고압 노즐이 이용될 수 있다.
다음에, 풍쇄 공정의 적용을 통해 고형화된 니켈 슬래그에 대해 연마 및 스크리닝 공정을 진행, 즉 슬래그 투입구(510)를 통해 연마 드럼(523)의 내부 공간으로 고형화된 니켈 슬래그를 투입한 후(단계 306), 연마 드럼(523)을 회전시킴으로써 니켈 슬래그에 대한 연마 및 스크리닝 공정을 실행한다(단계 308).
여기에서, 고형화된 니켈 슬래그에 대한 연마 및 스크리닝은, 전술한 실시 예1에서와 동일하게, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같은 연마 드럼 구조물을 이용하여 실행될 수 있다.
이후, 연마 드럼(523)이 회전하는 연마 및 스크리닝 공정의 진행을 통해 생성되는 기 설정된 소정 크기(예컨대, 스크린망을 통해 배출 가능한 크기)의 연마된 니켈 슬래그(예컨대, 구형 형태의 니켈 슬래그)가 다수의 스크린망(525)을 통해 배출되어 포집기(530)로 포집되면서 슬래그 토출구(532) 측으로 슬라이딩되어 외부로 토출됨으로써, 전기로 충진재의 제조를 완료한다(단계 310).
여기에서, 스크린망(525)을 통해 배출되는 니켈 슬래그는, 예컨대 2~6㎜의 크기 범위를 가질 수 있는데, 이것은 2mm 미만시 입자간 소결이나 용융 등을 통해 공극율이 저하될 수 있고, 6mm 초과시 충진 효과가 저하되어 용강의 누출 사고가 발생될 수 있기 때문이다.
한편, 본 실시 예에서는 일례로서 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같은 형태를 갖는 연마 드럼 구조물을 이용하여 고형화된 니켈 슬래그에 대해 연마 공정과 스크리닝 공정을 동시 수행(또는 동시 다발적 수행)하는 것으로 설명하였으나, 본 실시 예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 전기로 충진재에 대한 작업 환경, 제작 환경, 적용 환경 등에 따라 내측에 연마 부재만이 부착된 회전형의 연마 드럼을 이용하여 연마 공정을 수행하고, 이후 별도의 스크리닝 장비를 이용하여 니켈 슬래그에 대한 스크리닝을 수행하도록 설계할 수도 있음은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 니켈 제련시 발생되는 니켈 슬래그에 대해 냉각 공정을 적용하여 고형화시키는 과정과,
    고형화된 니켈 슬래그를 연마하는 과정과,
    연마된 니켈 슬래그를 스크리닝하는 과정
    을 포함하는 전기로 충진재 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고형화시키는 과정은,
    소정의 온도 범위를 갖는 냉각수를 상기 니켈 슬래그에 기 설정된 수압으로 분사하는
    전기로 충진재 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각수의 분사는,
    고압 살수 노즐을 통해 수행되는
    전기로 충진재 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 온도 범위는,
    상기 니켈 슬래그의 수축성을 고려하여 결정되는
    전기로 충진재 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정의 온도 범위는,
    1 ~ 20℃ 범위인
    전기로 충진재 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마하는 과정은,
    내측에 연마 부재가 부착된 회전형의 연마 드럼을 이용하여 수행되는
    전기로 충진재 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마와 스크리닝은,
    내측에 연마 부재와 스크린망이 회전축의 길이 방향 또는 폭 방향으로 서로 교번하는 형태로 부착된 회전형의 연마 드럼을 통해 동시 수행되는
    전기로 충진재 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 제조 방법에 따라 제조된 전기로 충진재.
  9. 니켈 제련시 발생되는 니켈 슬래그에 대해 풍쇄 공정을 적용하여 고형화시키는 과정과,
    고형화된 니켈 슬래그를 연마하는 과정과,
    연마된 니켈 슬래그를 스크리닝하는 과정
    을 포함하는 전기로 충진재 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 고형화시키는 과정은,
    냉온 가스 또는 냉온 기류를 상기 니켈 슬래그에 분사하는
    전기로 충진재 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 냉온 가스 또는 냉온 기류의 온도 범위는,
    -5 ~ 20℃ 범위인
    전기로 충진재 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 냉온 가스 또는 냉온 기류의 분사는,
    고압 노즐을 이용하는
    전기로 충진재 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 연마하는 과정은,
    내측에 연마 부재가 부착된 회전형의 연마 드럼을 이용하여 수행되는
    전기로 충진재 제조 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 연마와 스크리닝은,
    내측에 연마 부재와 스크린망이 회전축의 길이 방향 또는 폭 방향으로 서로 교번하는 형태로 부착된 회전형의 연마 드럼을 통해 동시 수행되는
    전기로 충진재 제조 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 제조 방법에 따라 제조된 전기로 충진재.
  16. 니켈 제련시 발생되어 고형화된 니켈 슬래그를 투입하는 슬래그 투입구와,
    회전 모터로부터의 동력에 의해 회전하는 회전축에 고정되며, 상기 슬래그 투입구를 통해 투입되는 상기 니켈 슬래그를 연마 및 스크리닝하는 회전형의 연마 드럼 몸체와,
    상기 연마 드럼 몸체로부터 배출되는 스크리닝된 니켈 슬래그를 포집하여 슬래그 토출구로 토출하는 슬래그 포집기
    를 포함하는 전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 연마 드럼 몸체는,
    다수의 지지바를 통해 상기 회전축에 지지되는 연마 드럼과,
    상기 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성되어 상기 연마 드럼의 내부 공간으로 투입된 상기 니켈 슬래그를 회전에 의한 마찰을 이용하여 연마하는 다수의 연마 부재와,
    상기 연마 드럼의 길이 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 폭 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재의 사이에 교번하는 형태로 형성되어 소정 크기로 연마된 니켈 슬래그를 상기 포집기로 배출하는 다수의 스크린망
    을 포함하는 전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 다수의 스크린망은,
    상기 니켈 슬래그에 대한 연마성을 갖는 재질인
    전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 스크린망의 재질은,
    실리콘 카바이드(silicon carbide), 세라믹(ceramic), 지르콘(zircon) 중 어느 하나인
    전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 연마 드럼 몸체는,
    다수의 지지바를 통해 상기 회전축에 지지되는 연마 드럼과,
    상기 연마 드럼의 폭 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 길이 방향으로 일정 간격만큼 교번하는 형태로 형성되어 상기 연마 드럼의 내부 공간으로 투입된 상기 니켈 슬래그를 회전에 의한 마찰을 이용하여 연마하는 다수의 연마 부재와,
    상기 연마 드럼의 폭 방향으로 신장되어 상기 연마 드럼의 길이 방향으로 일정 간격만큼 각 연마 부재의 사이에 교번하는 형태로 형성되어 소정 크기로 연마된 니켈 슬래그를 상기 포집기로 배출하는 다수의 스크린망
    을 포함하는 전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 다수의 스크린망은,
    상기 니켈 슬래그에 대한 연마성을 갖는 재질인
    전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 다수의 스크린망의 재질은,
    실리콘 카바이드(silicon carbide), 세라믹(ceramic), 지르콘(zircon) 중 어 하나인
    전기로 충진재의 제조를 위한 연마 드럼 구조물.
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