KR20150122448A - Apparatus and method for recycling for Magnesia(MgO) using Mg0-C refractories - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 폐 마그네시아-카본질 내화물을 직접 가열하는 방식으로 순도 높은 마그네시아(Mg0)를 얻을 수 있도록 하기 위한 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and a method for recycling a magnesia-carnitic refractory, and more particularly, to an apparatus and a method for recycling a magnesia-carnitic refractory to obtain magnesia (MgO) having a high purity by a method of directly heating a waste magnesia- Recycling apparatus and method.
종래의 폐 마그네시아-카본질 내화물의 재활용 방법은 폐 마그네시아-카본질 내화물을 잘게 분쇄하여 재생 내화 블럭 등을 생산할 때 다른 원료와 배합하여 재생물을 만드는 방식이나 로타리 간접 가열 방식 등이 있었다. Conventional methods of recycling waste magnesia-carbonaceous refractories include finely pulverizing waste magnesia-carcass refractories to produce regenerated refractory blocks and the like, and methods of making recycled materials by blending with other raw materials, and rotary indirect heating methods.
한국특허 등록번호 제10-1105437호는 제강공정의 전로, 전기로, 래들 등의 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 내화물을 재생시켜 다시 내화벽돌 등의 원료로 재활용할 수 있도록 함으로써 내화벽돌 제조비용 및 에너지 소비를 저감시키고 환경개선에 기여할 수 있으며, 재생된 내화물을 입도별로 분급 선별함으로써 적용범위를 다양하게 하여 고부가가치의 내화원료를 제공할 수 있다.Korean Patent Registration No. 10-1105437 recycles waste refractories used as refractory bricks such as converter, electric furnace, and ladle in the steelmaking process and recycles them as raw materials for refractory bricks, It is possible to reduce the consumption and contribute to the improvement of the environment. By classifying the regenerated refractory by the particle size, it is possible to diversify the range of application, thereby providing high-value-added refractory raw materials.
한국특허 등록번호 제10-0605711호는 폐 마그카본 내화물을 이용한 내화조성물에 관한 것으로서, 내화조성물의 구성을 포함한다.Korean Patent Registration No. 10-0605711 relates to a refractory composition using a waste magnesium carbide refractory material, and includes a constitution of a refractory composition.
한국특허 등록번호 제10-1135532호는 친환경 전기로 충진재에 관한 것으로, 노저 출강 방식 전기로의 출강구 밀폐용 충진재의 구성을 포함하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1135532 relates to an eco-friendly electric furnace filler material, and includes a constitution of a filler material for sealing a ladder of an open-hearth type electric furnace.
이와 같은 종래의 기술 중 폐 내화물을 분쇄하여 내화벽돌 등이 제조되기 위한 단순 배합 방법은 폐 내화물이 재활용되는 방법일 뿐 폐 내화물을 재사용이 가능한 내화물로 재생할 수 없는 문제점이 있었으며, 회전하는 관 안에 폐 마그네시아-카본질 내화물을 넣고 관 외부에서 내부로 열을 가하는 간접 가열 방법은 고비용, 고에너지가 소모되어 경제성이 없었을 뿐만 아니라, 폐 마그네시아-카본질 내화물에서 순도 높은 산화 마그네시아(MgO)을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
Among such conventional techniques, a simple blending method for producing refractory bricks by pulverizing a pulverized refractory is a method in which the pulverized refractory is recycled, and there is a problem that the pulverized refractory can not be recycled as a reusable refractory, The indirect heating method of adding magnesia-caustic refractory to heat the inside of the pipe from inside to outside has not been economical due to high cost and high energy consumption, and also it is difficult to obtain high purity magnesia (MgO) from waste magnesia- There was a problem.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 방식인 간접 가열 방식 대신에 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)에 대한 직접 가열 방식으로 순도 높은 마그네시아(MgO)로 재생하도록 하기 위한 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a magnesia- And to provide a method and apparatus for recycling carbonaceous refractories.
또한, 본 발명은 공기와 열원 공급을 통해 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)을 자체 반응을 통해 미리 설정된 온도 이상으로 상승하도록 함으로써, 적은 에너지 소비로 순도 80 ~ 99%의 재생 마그네시아(MgO)를 획득할 수 있도록 하기 위한 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
Further, according to the present invention, the waste magnesia-carbonaceous refractory (MgO-C) is elevated to a predetermined temperature or higher through self-reaction through the supply of air and a heat source so that regenerated magnesia (MgO The present invention also provides an apparatus and method for recycling a magnesia-carbonaceous refractory material.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치는, 열원과 공기(air)를 공급하기 위한 중앙 메인-관 하우징(10), 그리고 공기가 흡입되기 위한 공기 흡입관(60)과 내부에 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 구분되며, 중앙 메인-관 하우징(10)은, 중앙 메인-관 하우징(10) 내부를 통해 재활용 하우징(50)으로 외부의 공기를 유입하기 위해 형성되는 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20); 및 중앙 메인-관 하우징(10) 내부를 통해 재활용 하우징(50)으로 열원을 유입하기 위해 형성되는 열원 유입관(30); 을 포함하며, 각기 유입된 공기와 열원이 폐 마그네시아-카본질 내화물이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 유입되어 미리 설정된 시간 동안 직접 가열하여 재생 마그네시아(MgO)를 획득하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, an apparatus for recycling a magnesia-carbon refractory according to an embodiment of the present invention includes a main main-
이때, 직접 가열 이후에, 열원 유입을 중단하고 공기만 계속 유입시키는 방식에 따라 재활용 하우징(50) 내에서 다공판 상부에 형성된 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)에 의한 자체 반응에 의해 미리 설정된 온도 이상으로 상승하여 재생 마그네시아(MgO)를 획득하는 것을 특징으로 한다.At this time, after the direct heating, by the self-reaction by the waste magnesia-caustic refractory (MgO-C) formed on the upper part of the perforated plate in the recycle housing 50 according to the method of stopping the inflow of the heat source and continuously introducing air, And the temperature is raised to a temperature higher than the set temperature to obtain regenerated magnesia (MgO).
상기 미리 설정된 온도는 700 ~ 1500℃이며, 획득되는 재생 마그네시아(MgO)는 순도 80 ~ 99%인 것이 바람직하다.The predetermined temperature is 700 to 1500 ° C., and the recovered magnesia (MgO) obtained is preferably 80 to 99% in purity.
또한, 중앙 메인-관 하우징(10)은, 열원 유입관(30)과 연결된 구조로 재활용 하우징(50)으로 열원이 유입되도록 하는 복수 개의 열원 공급관(40); 및 재활용 하우징(50)으로 공기가 유입되도록 하는 공기 노즐(31); 을 포함한다. Also, the central main-
또한, 중앙 메인-관 하우징(10)은, 원통형으로 수직으로 놓여져 형성된 관 형상의 하우징으로 측면에 수평면을 기준으로 대칭되는 위치에 형성되는 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20)을 구비하며, 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20) 사이에 중앙 메인-관 하우징(10)의 외주면을 통해 소정 각도의 간격을 유지하여 형성되는 열원 유입관(30)을 구비하는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.Also, the central main-
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 방법은, 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20)에서 외부 공기가 공급되거나 공기 흡입관(60)에서 제공되는 흡입력으로 외부 공기가 공기 유입관(20)을 통해 중앙 메인-관 하우징(10) 내부로 유입하며, 열원 유입관(30)을 통해 열원이 중앙 메인-관 하우징(10) 내부로 유입되는 제 1 단계; 각기 유입된 공기와 열원이 폐 마그네시아-카본질 내화물이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 유입되는 제 2 단계; 재활용 하우징(50) 내부에 미리 설정된 시간 동안 직접 가열을 수행하는 제 3 단계; 를 포함한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for recycling a magnesia-carnitic refractory, comprising the steps of: supplying outside air from at least one air inflow pipe (20) A first step of introducing the heat source into the central
또한, 제 3 단계의 직접 가열 이후에, 공기 유입관(20) 및 열원 유입관(30)의 개폐 제어를 통해 열원 유입을 중단하고 공기만 계속 유입하도록 하는 제 4 단계; 및 재활용 하우징(50) 내에서 다공판 상부에 형성된 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)에 의해 자체 반응이 일어나 미리 설정된 온도 이상으로 상승하여 재생 마그네시아(MgO)를 획득하는 제 5 단계; 를 포함한다.A fourth step of interrupting the inflow of the heat source through the open / close control of the
이때, 상기 제 5 단계의 미리 설정된 온도는 700 ~ 1500℃인 것이 바람직하다.
At this time, the predetermined temperature in the fifth step is preferably 700 to 1500 ° C.
본 발명의 실시예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치 및 방법은, 종래의 방식인 간접 가열 방식 대신에 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)에 대한 직접 가열 방식으로 순도 높은 마그네시아(MgO)를 재생하는 효과를 제공한다.The apparatus and method for recycling a magnesia-carnitic refractory according to an embodiment of the present invention are characterized in that a high-purity magnesia (MgO) is directly heated to a waste magnesia-carcass refractory (MgO- And the like.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치 및 방법은, 공기와 열원 공급을 통해 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)이 자체 반응을 일으켜서 미리 설정된 온도 이상으로 상승하도록 함으로써, 적은 에너지 소비로 순도 80 ~ 99%의 재생 마그네시아(MgO)를 획득할 수 있는 효과를 제공한다.
In addition, an apparatus and method for recycling magnesia-carbonaceous refractories according to another embodiment of the present invention is characterized in that waste magnesia-carbonaceous refractory (MgO-C) is self-reacted through air and a heat source, (MgO) having a purity of 80 to 99% at a low energy consumption.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1) 전체를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)의 평면도이다.
도 3은 도 1의 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)에서 단면(A-A')을 기준으로 중앙 메인-관 하우징(10)에 대한 절개된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 중앙 메인-관 하우징(10)에서 C영역에 대한 확대 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)에서의 공기 유입과 열원 유입을 나타내기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 방법을 나타내는 흐름도이다. FIG. 1 is a view showing an
2 is a plan view of the magnesia-carnitic
3 is a cross-sectional view showing an incised state of the central
4 is a view showing an enlarged state with respect to a region C in the central main-
Fig. 5 is a view showing air inflow and heat source inflow in the magnesia-carnitic
6 is a flow chart illustrating a method for recycling a magnesia-carbonaceous refractory according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1) 전체를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)의 평면도이다. FIG. 1 is a view showing an
그리고 도 3은 도 1의 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)에서 단면(A-A')을 기준으로 중앙 메인-관 하우징(10)에 대한 절개된 상태를 나타내는 단면도이다. 도 4는 중앙 메인-관 하우징(10)에서 C영역에 대한 확대 상태를 나타내는 도면이다. And FIG. 3 is a cross-sectional view showing an incision of the central
마지막으로, 도 5는 도 1의 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)에서의 공기 유입과 열원 유입을 나타내기 위한 도면이다.
Finally, FIG. 5 is a diagram for illustrating air inflow and heat source inflow in the magnesia-carnitic
도 1 내지 도 5를 참조하면, 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)는 열원과 공기(air)를 공급하기 위한 중앙 메인-관 하우징(10), 내부에 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 구분된다. 1 to 5, a magnesia-carbonaceous
그리고 중앙 메인-관 하우징(10)은 수직으로 형성된 관 형상의 하우징으로 측면에 수평면을 기준으로 대칭되는 위치에 형성되는 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20)과, 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20) 사이에 중앙 메인-관 하우징(10)의 외주면에 형성되는 열원 유입관(30)을 포함할 수 있다.The central main-
중앙 메인-관 하우징(10)의 형태나 도면에 도시된 공기 유입관(20)과 열원 유입관의 위치 및 개수는 한정되지 않으며 각 구성의 개념이나 역할 등을 중점으로 받아들이는 것이 바람직할 것이다. 예를 들면, 도 1과 도 5는 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)의 일실시 예로서 반드시 열원과 공기가 재활용 하우징(50)의 하단에서 공급되어야 하는 것은 아니다. 열원과 공기는 재활용 하우징(50)의 하단뿐만 아니라 측면이나 상단에서 공급될 수도 있으며 효율적인 가열 반응을 위해서는 열원이 폐 마그네시아-카본질 내화물이 존재하는 재활용 하우징(50)의 상단에서 공급되는 것이 바람직할 것이다.The position and number of the
적어도 하나 이상의 공기 유입관(20)은 중앙 메인-관 하우징(10) 내부로 외부의 공기를 유입하기 위해 형성되며, 열원 유입관(30)은 중앙 메인-관 하우징(10) 내부로 열원을 공급하기 위해 형성된다.The at least one
중앙 메인-관 하우징(10) 내부로 공급되는 열원은 가스 연료이거나 액체 연료, 고체 연료일 수도 있으나 중앙 메인-관 하우징(10)에 공급되기 용이하도록 가스 형태의 연료인 것이 바람직할 것이다.The heat source supplied into the central main-
또한 재활용 하우징(50)에는 공기 흡입관(60)이 형성되어 폐 마그네시아-카본질 내화물의 재활용 공정 중에 발생할 수 있는 각종 유해 배출가스를 흡입하여 외부의 유해가스 처리장치(미도시)에 공급할 수도 있다. 또한 공기 유입관(20)을 통해 공기가 유입됨으로서 폐 마그네시아-카본질 내화물의 온도가 과다하게 상승하는 경우에는 공기 흡입관(60)을 통해 제공되는 흡입력으로 폐 마그네시아-카본질 내화물의 온도 및 재활용 하우징(50) 내부의 온도를 조절할 수 있다.In addition, the recycling housing 50 may be provided with an
그리고, 도 3의 C영역에 대한 확대된 도면인 도 4를 참조하면, 중앙 메인-관 하우징(10) 내부에 공기 노즐(31)(air nozzle)이 공기 유입 틈 형성을 위해 형성되며, 열원 공급관(40)의 내부에는 복수 개의 열원 노즐(heat source nozzle)(41)이 형성된다. 4, which is an enlarged view of the area C in FIG. 3, an air nozzle 31 is formed inside the central
이러한 구조를 통해 마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치(1)는 종래의 방식인 간접 가열 방식 대신에 재활용 하우징(50) 내부에 대한 직접 가열 방식으로 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)을 순도 높은 마그네시아(MgO)로 재생한다.In this structure, the magnesia-carnitic
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공기 유입 틈에 해당하는 중앙 메인-관 하우징(10) 내부의 공기 노즐(31)과, 열원 유입관(30)의 열원 노즐(41)을 통해 각기 유입된 공기와 열원이 폐 마그네시아-카본질 내화물이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 유입되어 직접 가열된다. 3 and 4, the air nozzle 31 inside the central
또한, 재활용 하우징(50) 내에서 다공판 상부에 형성된 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)은 자체 반응을 일으키면서 지속적으로 직접 가열되기 때문에 가열 시작 후 미리 설정된 시간 후 열원 유입을 중단하고 공기만 계속 유입시켜도 재활용 하우징(50) 내의 온도는 미리 설정된 700 ~ 1500℃로 온도가 상승함으로써, 적은 에너지 소비로 순도 80 ~ 99%의 재생 마그네시아(MgO)를 획득할 수 있다. 바람직하게는 1000 ~ 1200℃의 온도로 설정되어야 할 것이다.
Since the waste magnesia-caustic refractory (MgO-C) formed on the upper part of the perforated plate in the recycled housing 50 is continuously heated directly while causing its own reaction, the heat source inflow is stopped after a predetermined time after the start of heating, The temperature in the recycled housing 50 is raised to a predetermined temperature of 700 to 1500 DEG C, so that regenerated magnesia (MgO) having a purity of 80 to 99% can be obtained with a low energy consumption. And preferably set at a temperature of 1000 to 1200 ° C.
여기서 흑연의 열원 공급화 반응에 대해서 구체적으로 살펴보면, 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)은 고온에 견디는 물질로, 적어도 1,000℃ 이상 고온에서 연화(軟化)하지 않고 그 강도를 충분히 유지하며, 화학적 작용 등에도 견딜 수 있으므로, 흑연(C)의 연소 제거를 수행해야 한다. Specifically, the waste magnesia-caustic refractory material (MgO-C) is a material resistant to high temperature and does not soften at a temperature of at least 1,000 캜 and maintains its strength sufficiently, It is necessary to perform the combustion removal of the graphite (C).
본 명세서에서 연소는 통상의 물질이 불꽃을 내며 타는 상태만이 아니라, 불꽃의 유무와 관계없이 흑연(C)과 열원이 반응하여 일산화탄소나 이산화탄소 등의 가스가 되는 현상을 총칭하는 의미이다.In the present specification, combustion refers to a phenomenon in which graphite (C) reacts with a heat source to form a gas such as carbon monoxide or carbon dioxide, regardless of the presence or absence of a flame, not only in a state in which a normal material burns and sparks.
흑연(C) 입자나 결정의 연소는 가스의 종류를 불문하고, 흑연(C) 표면으로의 반응가스 접근의 제 1 단계, 흑연(C) 표면에서 반응가스의 흡착, 반응 및 표면생성물의 탈착의 제 2 단계, 생성 가스의 이탈의 제 3 단계 과정을 거친다.The combustion of graphite (C) particles and crystals can be carried out in the first step of approaching the reaction gas to the surface of the graphite (C), the adsorption of the reaction gas on the surface of the graphite (C) The second step, and the third step of releasing the product gas.
여기서 제 1 단계와 제 3 단계는 가스 이동이라는 물리적 변화의 과정, 제 2 단계는 화학적 변화의 과정으로 구성된다. 이와 같은 복수의 과정이 차례로 진행되는 반응에서는 전체의 반응속도가 가장 속도가 느린 과정으로 정해지며, 화학적 변화의 속도는 저온에서는 매우 느리지만, 고온에서는 반대로 매우 빨라진다. Here, the first and third steps are processes of physical change of gas movement, and the second step is a process of chemical change. In the reaction in which a plurality of such processes are performed in sequence, the reaction rate of the whole is determined to be the slowest process. The rate of chemical change is very slow at low temperature, but is very fast at high temperature.
보다 구체적으로, 흑연(C)의 연소반응에서 전자를 화학반응 율속기구(Chemical regime), 후자를 경막내 확산진속기구(Mass Tranfer regime)라 하며, 전자와 후자 각각이 나타내는 온도범위를 존(Zone) Ⅰ 및 존 Ⅲ이라고 정의한다. 또한, 흑연(C) 입자나 결정이 집합체인 흑연블록이 되면 존 Ⅰ 및 존 Ⅲ 사이에 또 하나의 율속기구로 세공내 확산진속기구(Inpore regime)이고, 온도범위를 존 Ⅱ라고 한다. More specifically, in the combustion reaction of graphite (C), electrons are referred to as a chemical reaction rate mechanism and the latter is referred to as an intragranular diffusion speed mechanism. The former and the latter temperature ranges are referred to as zones ) Ⅰ and zone Ⅲ. In addition, when the graphite (C) particles or crystals are aggregated graphite blocks, another rate mechanism between Zone I and Zone III is the pore diffusion mechanism (Inpore regime), and the temperature range is called zone II.
이상 세 가지 반응 율속기구는 단지 화학적 변화에 의한 반응가스의 소비속도와, 그 공급속도의 균형관계에서 발생하는 것에 불과하다. 따라서 반응가스의 종류에 관계없이 공통된 동작이 된다. The three reaction rate-limiting mechanisms are merely generated in a balance between the consumption rate of the reaction gas due to the chemical change and the supply rate thereof. Therefore, the operation is common regardless of the kind of reaction gas.
이것은 흑연블록이 다공질재료로서 외부표면보다 오히려 내부에 반응 가능한 표면이 많이 때문이다. 이러한 제 1 내지 제 3의 존 구분과 연계하여 흑연(C)은 각종 가스에 의한 상대적 연소속도는 온도에 영향을 받는다. 그러나 연소속도의 차이는 1000℃이하의 온도일 경우에 해당하며, 본 발명에서 적어도 700 ~ 1500 ℃에서는 속도의 차이가 없다.This is because the graphite block is a porous material and there are many surfaces that can react inside the outer surface rather than the outer surface. In connection with the first to third zone classification, the graphite (C) is influenced by the temperature of the relative burning rate by various gases. However, the difference in the combustion speed corresponds to a temperature of 1000 ° C or less, and in the present invention, there is no difference in speed at at least 700 to 1500 ° C.
즉, 흑연(C) 입자나 결정의 연소속도는 저온에서는 화학적 변화의 속도로 지배되고, 고온에서는 가스의 확산속도로 지배되나 공간에서의 가스 이동, 즉 구조에 대한 온도의 영향은 적다. In other words, the burning rate of graphite (C) particles and crystals is governed by the rate of chemical change at low temperature and dominated by the diffusion rate of gas at high temperature, but the influence of temperature on the structure of gas,
통상 사용하는 온도범위에서는 온도가 100℃ 상승해도 가스의 확산속도는 고작 20 % 정도 증가하는데 불과하므로, 가스의 확산속도는 저온에서도 적지 않은 값을 갖지만 고온이 된다 해도 그다지 증가하지 않는다.
The diffusion rate of the gas is only about 20% even when the temperature rises by 100 DEG C in the normal temperature range, so that the diffusion rate of the gas has a small value even at a low temperature, but does not increase much even if it becomes high.
다음으로, 흑연(C)에서 반응성 함유불순물에 대해서 살펴보면, 흑연(C) 결정의 반응성을 크게 높이는 것은 함유불순물이다.Next, regarding reactive impurities contained in graphite (C), it is impurities which greatly increase the reactivity of graphite (C) crystals.
함유되는 거의 모든 원소가 크든 작든 반응성을 증가시킨다. 불순물의 효과는 그 촉매작용 때문이고, 흑연(C)과 열원의 반응은 모든 불순물이 공존하여 진행한다고 생각해도 좋을 정도이다. Almost all elements contained increase in reactivity whether they are large or small. The effect of the impurities is due to the catalytic action, and the reaction of the graphite (C) with the heat source may be considered to be carried out by coexistence of all the impurities.
촉매효과는 불순물의 화학형이나 결정 내의 분산상태에도 의존한다. 이 때문에 각 원소 간의 촉매능력을 비교하는 것은 상당히 어려운 면도 있으나, 알키리 금속이나 천이금속은 특히 큰 촉매능력을 갖는 것으로 알려져 있다.The catalytic effect also depends on the chemical form of the impurity or the state of dispersion in the crystal. This makes it difficult to compare the catalytic capacity between the elements, but Alkali metals and transition metals are known to have particularly high catalytic capabilities.
한편, 극히 한정된 수의 원소, B, Si, P 또는 이들 화합물이 연소속도를 억제한다. On the other hand, an extremely limited number of elements, B, Si, P, or these compounds suppress the burning rate.
그리고 흑연(C) 결정 중의 특정 불순물 원소의 농도를 증가시켜가면 농도가 낮은 동안은 그 농도에 비례하여 반응성은 증가하지만, 점점 단위 농도당 촉매효과를 적어져 간다. 촉매농도의 영향에 대해 특징적인 것은 농도와 함께 존 I이나 존 Ⅱ에서 반응의 활성화 에너지가 변화하는 것이다. 통상 화학반응에는 하나의 반응에 대해 하나의 활성화 에너지가 대응한다.When the concentration of the specific impurity element in the graphite (C) crystal is increased, the reactivity increases in proportion to the concentration while the catalytic effect per unit concentration is gradually decreased. Characteristic of the effect of the catalyst concentration is the change in the activation energy of the reaction in Zone I or Zone II with concentration. Typically, a chemical reaction corresponds to one activation energy for one reaction.
그러나 흑연(C)과 열원와의 반응에서는 동종의 촉매에 의한 반응이 진행하는 경우에도 촉매농도가 다르면 여러 가지 반응의 활성화 에너지를 얻을 수 있다. 이와 같은 현상을 콤펜세이션(Compensation) 효과라고 부른다 However, in the reaction between graphite (C) and a heat source, activation energy of various reactions can be obtained when the catalyst concentration is different even when the reaction by the same kind of catalyst proceeds. This phenomenon is called a compensation effect
하기의 [표 1] 및 [표 2]는 흑연(C) 분말에 여러 가지 불순물원소를 첨가한 경우의 착화온도이다. 착화온도는 측정조건에 따라 변할 수 있는 성질의 것이지만, 동일조건 하에서 측정한 결과는 반응성의 비교에 이용될 수 있다. 해당 반응성 실험에서는 착화가 용이하게 일어나는데 이는 흑연(C)을 미세한 분말로 하고, 산소 기류 중에 가열하였기 때문이다. 따라서 흑연(C) 블록을 대기 중에서 가열한 경우 블록이 [표 1] 및 [표 2]와 같은 온도에서 착화하는 일은 있을 수 없다. The following [Table 1] and [Table 2] are the ignition temperatures in the case where various impurity elements are added to the graphite (C) powder. The ignition temperature is a property which can be changed according to the measurement condition, but the measurement result under the same condition can be used for the comparison of the reactivity. This reaction is easily ignited because the graphite (C) is made into a fine powder and heated in an oxygen stream. Therefore, when the graphite (C) block is heated in the atmosphere, the block can not be ignited at temperatures as shown in [Table 1] and [Table 2].
첨가한 21종의 원소는 Zn의 50% 첨가를 제외하면 극히 미량으로 착화온도를 내리고 있으며, 올리는 원소는 하나도 없다. Except for the addition of 50% of Zn, the added 21 kinds of elements have an extremely small amount of ignition temperature, and nothing is raised.
해당 실험에서 가장 큰 영향을 준 원소는 Fe 나 Co 등의 천이금속원소가 아니라 Pb 이다. 이 Pb 원소의 경우 0.15% 첨가에 의해 착화온도는 740℃에서 382℃ 내지 358℃로 강하했다. 한편, 거의 변하지 않았던 것은 Sn을 0.1% 첨가했을 경우로서 무첨가시 보다 불과 2℃ 하회했을 뿐이다. Sn의 첨가량을 더 증가해 가면 반대로 착화온도를 높이는 효과가 있는 것도 분명하다.
The most influential element in this experiment is Pb, not a transition metal element such as Fe or Co. In the case of this Pb element, by the addition of 0.15%, the ignition temperature dropped from 740 ° C to 382 ° C to 358 ° C. On the other hand, almost no change was observed when Sn was added in an amount of 0.1%, which was less than 2 ° C lower than that of no addition. If the addition amount of Sn is further increased, it is apparent that the effect of increasing the ignition temperature is also reversed.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 마그네시아-카본질 내화물 재활용 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20)에서 외부 공기가 공급되거나 공기 흡입관(60)에서 제공되는 흡입력으로 외부 공기가 공기 유입관(20)을 통해 중앙 메인-관 하우징(10) 내부로 유입하며, 열원 유입관(30)을 통해 열원이 중앙 메인-관 하우징(10) 내부로 유입된다(S11).6 is a flow chart illustrating a method for recycling a magnesia-carbonaceous refractory according to an embodiment of the present invention. 1 to 6, external air is supplied from at least one
이를 위해 중앙 메인-관 하우징(10)은 원통형으로 수직으로 놓여져 형성된 관 형상의 하우징으로 측면에 수평면을 기준으로 대칭되는 위치에 형성되는 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20) 및 재활용 하우징(50)의 상단에 형성된 공기 흡입관(60)을 구비한다. 또한, 중앙 메인-관 하우징(10)은 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20) 사이에 중앙 메인-관 하우징(10)의 외주 면을 통해 80~110도의 소정 간격을 유지하여 형성되는 열원 유입관(30)을 구비한다.For this purpose, the central main-
공기 유입관(20)에서 공기가 유입되면 재활용 하우징(50) 내부의 폐 마그네시아 카본질 내화물의 온도가 과하게 상승할 수 있으므로 공기 유입관(20)을 통한 공기의 유입을 중단하고 공기 흡입관(60)에서 공기를 흡입하여 재활용 하우징(50) 내부의 폐 마그네시아-카본질 내화물의 온도를 조절한다.When the air is introduced from the
단계(S11) 이후, 단계(S11)에서 각기 유입된 공기와 열원이 폐 마그네시아-카본질 내화물이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 유입된다(S12).After the step S11, the air and the heat source introduced into the recycle housing 50 in the step S11 are introduced into the recycle housing 50 in which the waste magnesia-carbonaceous refractory is present (S12).
이를 위해, 중앙 메인-관 하우징(10)은 내부에 복수 개의 열원 공급관(40)과 공기 노즐(31)을 포함한다. 여기서 복수 개의 열원 공급관(40)은 열원 유입관(30)과 연결된 구조로 재활용 하우징(50)으로 열원이 유입되도록 하며, 공기 노즐(31)은 재활용 하우징(50)으로 공기를 유입되도록 하는 공기 유입 틈에 해당하여 중앙 메인-관 하우징(10)의 관 내주면에 형성된다. 그리고 각 열원 공급관(40)은 내부에 복수 개의 열원 노즐(heat source nozzle)(41)을 형성한다. To this end, the central
단계(S12) 이후, 재활용 하우징(50)에 형성된 히팅장치(미도시)는 재활용 하우징(50) 내부에 미리 설정된 시간 동안 직접 가열을 수행한다(S13).After step S12, a heating device (not shown) formed in the recycling housing 50 performs direct heating for a preset time in the recycling housing 50 (S13).
단계(S13) 이후, 직접 가열 이후 공기 유입관(20), 공기 흡입관(60) 및 열원 유입관(30)의 개폐 제어를 통해 열원의 유입을 중단하고 공기만 계속 유입하도록 한다(S14).After the direct heating, the inflow of the heat source is stopped and the inflow of air is continued (S14) by controlling the opening and closing of the
단계(S14) 이후, 재활용 하우징(50) 내에서 다공판 상부에 형성된 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)에 의해 자체 반응이 일어나 미리 설정된 온도 이상으로 상승함으로써, 재생 마그네시아(MgO)를 획득한다(S15). 여기서 미리 설정된 온도는 실험적으로 700 ~ 1500℃에 해당한다.
After the step S14, self-reaction is caused by the waste magnesia-caustic refractory (MgO-C) formed on the upper part of the perforated plate in the recycled housing 50 to rise above a predetermined temperature to obtain regenerated magnesia (S15). Here, the preset temperature corresponds to an experimental range of 700 to 1500 ° C.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
10: 중앙 메인-관 하우징
20: 공기 유입관
30: 열원 유입관
40: 열원 공급관
31: 공기 노즐(air nozzle)
41: 열원 노즐(heat source nozzle)
50: 재활용 하우징
60 : 공기 흡입관10: Central main - tube housing
20: air inlet pipe
30: Heat source inlet pipe
40: Heat source supply pipe
31: air nozzle
41: heat source nozzle
50: Recycling housing
60: air suction pipe
Claims (8)
중앙 메인-관 하우징(10) 내부를 통해 재활용 하우징(50)으로 외부의 공기를 유입하기 위해 형성되는 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20); 및
중앙 메인-관 하우징(10) 내부를 통해 재활용 하우징(50)으로 열원을 유입하기 위해 형성되는 열원 유입관(30); 을 포함하며,
각기 유입된 공기와 열원이 폐 마그네시아-카본질 내화물이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 유입되어 미리 설정된 시간 동안 직접 가열하여 재생 마그네시아(MgO)를 획득하는 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치.
A central main-tube housing 10 for supplying a heat source and air and an air suction pipe 60 for sucking in air and a recycling housing (not shown) in which a waste magnesia-carbonaceous refractory (MgO-C) 50), and the central main-tube housing (10)
At least one air inlet pipe (20) formed for introducing outside air into the recycling housing (50) through the interior of the central main tube housing (10); And
A heat source inlet pipe (30) formed to introduce a heat source into the recycle housing (50) through the interior of the central main tube housing (10); / RTI >
And recycled magnesia (MgO) is obtained by directly heating the air and the heat source introduced into the recycled housing 50 in which the waste magnesia-kaonite refractory is present for a predetermined time
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling device.
상기 직접 가열 이후에,
열원 유입을 중단하고 공기만 계속 유입시키는 방식에 따라 재활용 하우징(50) 내에서 다공판 상부에 형성된 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)에 의한 자체 반응에 의해 미리 설정된 온도 이상으로 상승하여
재생 마그네시아(MgO)를 획득하는 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치.
The method according to claim 1,
After the direct heating,
(MgO-C) formed on the upper part of the perforated plate in the recycle housing 50 according to the method of stopping the inflow of the heat source and continuously introducing air,
To obtain regenerated magnesia (MgO).
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling device.
상기 미리 설정된 온도는,
700 ~ 1500℃이며, 획득된 재생 마그네시아(MgO)는 순도 80 ~ 99%인 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치.
The method of claim 2,
The predetermined temperature may be, for example,
700 to 1500 ° C, and the obtained regenerated magnesia (MgO) has a purity of 80 to 99%
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling device.
중앙 메인-관 하우징(10)은,
열원 유입관(30)과 연결된 구조로 재활용 하우징(50)으로 열원이 유입되도록 하는 복수 개의 열원 공급관(40); 및
재활용 하우징(50)으로 공기가 유입되도록 하는 공기 노즐(31); 을 구비하는 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치.
The method according to claim 1,
The central main-tube housing (10)
A plurality of heat source supply pipes (40) connected to the heat source inlet pipe (30) to allow a heat source to flow into the recycle housing (50); And
An air nozzle (31) for allowing air to flow into the recycling housing (50); Characterized in that
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling device.
중앙 메인-관 하우징(10)은,
원통형으로 수직으로 놓여져 형성된 관 형상의 하우징으로 측면에 수평면을 기준으로 대칭되는 위치에 형성되는 적어도 하나 이상의 공기 유입관(20)을 구비하며,
적어도 하나 이상의 공기 유입관(20) 사이에 중앙 메인-관 하우징(10)의 외주면을 통해 소정각도의 간격을 유지하여 형성되는 열원 유입관(30)을 구비하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 장치.
The method according to claim 1,
The central main-tube housing (10)
And at least one air inflow pipe (20) formed at a position symmetrical with respect to a horizontal plane on a side surface thereof, the tubular housing being vertically placed in a cylindrical shape,
And a heat source inflow pipe (30) formed between at least one air inflow pipe (20) and at a predetermined angle interval through an outer circumferential surface of the central main tube housing (10)
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling device.
각기 유입된 공기와 열원이 폐 마그네시아-카본질 내화물이 존재하는 재활용 하우징(50)으로 유입되는 제 2 단계;
재활용 하우징(50) 내부에 미리 설정된 시간 동안 직접 가열을 수행하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 방법.
External air is supplied from at least one air inflow pipe 20 or the suction force provided from the air suction pipe 60 flows into the central main tube housing 10 through the air inflow pipe 20, A first step in which the heat source is introduced into the central main tube housing 10 through the inlet pipe 30;
A second step in which the introduced air and the heat source are introduced into the recycled housing 50 in which the waste magnesia-carbonaceous refractory is present;
And a third step of performing direct heating in the recycling housing (50) for a predetermined time period
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling method.
상기 제 3 단계 이후에,
공기 유입관(20) 및 열원 유입관(30)의 개폐 제어를 통해 열원 유입을 중단하고 공기만 계속 유입되도록 하는 제 4 단계 및
재활용 하우징(50) 내에서 다공판 상부에 형성된 폐 마그네시아-카본질 내화물(MgO-C)에 의해 자체 반응이 일어나 미리 설정된 온도 이상으로 상승하여 재생 마그네시아(MgO)를 획득하는 제 5 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 방법.
The method of claim 6,
After the third step,
A fourth step of interrupting the inflow of the heat source through the open / close control of the air inflow pipe 20 and the heat source inflow pipe 30,
A fifth step of recovering magnesia (MgO) by raising the temperature of the recycled housing 50 to a predetermined temperature or higher due to self-reaction by waste magnesia-caustic refractory (MgO-C) formed on the upper part of the perforated plate; ≪ RTI ID = 0.0 >
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling method.
상기 제 5 단계의 미리 설정된 온도는,
700 ~ 1500℃인 것을 특징으로 하는
마그네시아-카본질 내화물 재활용 방법.
The method of claim 6,
The predetermined temperature of the fifth step may be,
700 to 1500 ° C.
Magnesia - Carbonaceous refractory recycling method.
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