KR20160089826A

KR20160089826A - 로터리 킬른

Info

Publication number: KR20160089826A
Application number: KR1020150009542A
Authority: KR
Inventors: 김기찬
Original assignee: 주식회사 에스엔엔씨
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-07-28

Abstract

본 발명은 더스트 및 고착물 발생을 최소화하면서, 피건조물의 건조 효율을 향상시킬 수 있는 로터리 킬른에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 킬른은 양단에 각각 유입구 및 배출구가 형성되고, 상기 유입구를 통해 유입된 피건조물이 수용되는 내부공간이 형성된 원통 형상의 바디; 상기 바디 회전시 상기 피건조물이 상기 유입구 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 바디의 내주면에 나선형으로 설치된 복수의 리프터; 및 상기 유입구와 인접하여 상기 바디의 내주면에 설치되어 더스트의 비산을 방지하는 체인커튼;을 포함한다.

Description

로터리 킬른{ROTARY KILN}

본 발명은 로터리 킬른에 관한 것으로서 보다 상세하게는 더스트 및 고착물 발생을 최소화하면서, 피건조물의 건조 효율을 향상시킬 수 있는 로터리 킬른에 관한 것이다.

니켈은 철강의 합금원소로서 가장 중요한 금속 중의 하나이다. 기계산업의 발전과 더불어 비철합금, 스테인리스강, 도금, 내식, 내열재, 자성재료 등의 수요가 날로 증가하고 있다.

한편, 스테인리스 강은 내식성(耐蝕性)을 향상시킨 특수강으로서, 스테인리스 강에는 주요 성분으로 크롬과 니켈이 함유된다.

스테인리스 강에 함유되는 니켈은 스테인리스 강의 용강 정련시 페로니켈 타입으로 첨가되는데, 페로니켈은 철(Fe)과 니켈(Ni)을 대량으로 함유하는 원광석을 처리하여 제조된다.

페로니켈 제조방식은 건식제조 공법으로서 전기로에서 광석을 용융, 환원하여 페로니켈을 제조하는 방식이다. 주요 공정으로는 원료처리, 건조, 예비환원, 용융환원(전기로 공정), 정련 및 주조 공정을 거치게 되며 최종적으로 약 20% 정도의 니켈과 80%정도의 철이 함유된 페로니켈을 생산한다.

특히, 예비환원 공정은 로터리 킬른(Rotary Kiln)을 이용하여 원료를 건식으로 환원시키는 공정으로서, 로터리 킬른 내부의 온도 제어는 원료의 환원에 중요한 요소로 작용한다.

도 1은 일반적인 로터리 킬른은 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 로터리 킬른(10)는 일측에 니켈 광석이 유입되는 유입구(101) 및 건조된 니켈 광석이 배출되는 배출구(102)가 형성되는 원통형의 본체(10)에 니켈 광석을 이송하는 리프터가 설치된다.

로터리 킬른의 바디(100)를 수평으로 두고 일정방향으로 회전하여 니켈 광석을 건조시켜 배출하기 위하여 필요에 따라서 바디(100)의 회전 중심축 근처에 스크류식 배출기구를 설치한 형식의 것이나, 니켈 광석의 배출을 쉽게 하기 위해서 바디(100)를 경사시킨 형식의 것, 또는 건조시에는 바디(100)를 수평으로, 배출시에는 회전은 그대로 바디(100)를 기울여 배출하는 형식의 것 등이 사용되어 왔다.

그러나, 종래 로터리 킬른은 낮은 열효율로 연료인 석탄의 사용량을 과도하게 증가시켜 클링커(Clinker)와 같은 대형 고착물을 형성시켜 조업을 중단시키는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 과도한 석탄의 사용은 전기로에 유입되는 잔여 탄소(C)의 함량을 증가시켜 전기로의 전극봉 직하부에서 프로세스 가스의 발생량을 증대시켜 전극봉의 불안정을 유발하는 문제점을 가지고 있었다.

종래 로터리 킬른의 바디 내벽에, 피건조물을 교반함과 함께 이 피건조물을 하류 측으로 이동시키는 사각 형상의 리프터가 설치된 로터리 킬른 로에 대해서는 "로터리 킬른식 연소장치(일본공개특허 평10-054523)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다. 그러나, 리프터가 로터리 킬른 전구간에 걸쳐 동일한 크기 및 배치를 갖도록 설치됨으로써, 피건조물의 수분 증발로 인한 부피감소에 따라 피건조물의 이송이 원활하지 않아 건조 효율이 저하되는 문제점을 해결하지 못하였다.

또한, 리프터 사이에 니켈 광석이 부착되어 대형 고착물을 형성시켜 생산성이 저하되는 문제점을 해결하지 못하였으며, 피건조물 건조과정 중 더스트가 발생되는 문제점을 해결하지 못하였다.

일본공개특허 평10-054523 (1998. 02. 24.)

본 발명은 건조물의 열교환 효율을 증대시켜 석탄 사용량을 저감할 수 있는 로터리 킬른을 제공한다.

또한, 고착물 발생을 방지하고, 건조물 이동시 더스트 발생을 최소화할 수 있는 로터리 킬른을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 로터리 킬른은, 양단에 각각 유입구 및 배출구가 형성되고, 상기 유입구를 통해 유입된 피건조물이 수용되는 내부공간이 형성된 원통 형상의 바디; 상기 바디 회전시 상기 피건조물이 상기 유입구 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 바디의 내주면에 나선형으로 설치된 복수의 리프터; 및 상기 유입구와 인접하여 상기 바디의 내주면에 설치되어 더스트의 비산을 방지하는 체인커튼;을 포함한다.

상기 바디는 피건조물의 이동방향으로, 유입부, 건조부, 배출부로 구획되며, 상기 리프터는, 상기 유입부 및 건조부의 내주면에 설치되어 상기 피건조물을 상기 유입구 방향으로 이동시키는 제1 리프터; 및 상기 배출부의 내주면에 설치되어 상기 피건조물을 상기 건조부 방향으로 이동시키는 제2 리프터를 포함할 수 있다.

상기 제1 리프터는, 일면이 상기 바디의 내주면에 부착되는 제1 베이스 및 상기 피건조물을 이동시킬 수 있도록 상기 제1 베이스의 타면에 부착된 복수의 제1 이송 플레이트;를 포함하고, 상기 제2 리프터는, 일면이 상기 바디의 내주면에 부착되는 제2 베이스 및 수분이 제거된 상기 피건조물을 이동시킬 수 있도록 상기 제2 베이스의 타면에 부착된 복수의 제2 이송 플레이트를 포함하며, 상기 제1 이송 플레이트의 높이는 상기 제2 이송 플레이트에 비하여 낮게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

인접하는 상기 제1 리프터 사이의 간격은 인접하는 상기 제2 리프터 사이 간격보다 넓게 설치된 것이 바람직하다.

상기 체인커튼은, 상기 배출부의 내주면을 따라 복수의 체인이 원형으로 부착되어 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 피건조물의 건조상태에 따라 리프터의 간격 및 형상을 다르게함으로써, 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 로터리 킬른의 바디 유입부에 체인커튼을 형성함으로써, 피건조물 공급시 유입구를 통해 더스트가 배출되는 것을 최소화하여 주위 환경이 오염되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 로터리 킬른은 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 킬른의 개략적으로 보여주는 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 리프터를 보여주는 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 리프터를 보여주는 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체인커튼을 설명하기 위한 단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 킬른의 개략적으로 보여주는 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 킬른은 피건조물이 수용되는 바디(100)와 상기 바디(100)의 내주면에 설치된 복수의 리프터(200) 및 더스트 비산을 방지하도록 바디(100)의 내주면에 링 형상으로 설치된 체인커튼(300)을 포함한다.

바디(100)는 원통 형상으로 형성되고, 그 양단에 각각 피건조물이 유입되는 유입구(101) 및 피건조물이 배출되는 배출구(102)가 각각 형성되어 유입구(101)를 통해 유입된 수분을 포함하는 피건조물을 건조시켜 수분이 제거된 피건조물을 배출구(102)를 통해 배출시킨다.

이러한 바디(100)는 피건조물의 이동방향을 따라 유입부(110), 건조부(120) 및 배출부(130)로 구획되며, 바디(100)의 내주면 전역에 걸쳐 복수의 리프터(200)가 이격 설치되되 피건조물을 용이하게 이동시킬 수 있도록 나선형으로 설치되는 것이 바람직하다.

이에, 바디(100)가 회전함에 따라 복수의 리프터(200)에 의하여 바디(100) 내부에 수용된 피건조물이 끌어올림과 낙하를 반복하며 건조되면서 배출구(102) 방향으로 이동하게 된다.

이때, 리프터(200)는 설치 위치에 따라, 크게 제1 리프터(210) 및 제2 리프터(220)로 구분된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 리프터를 보여주는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 리프터(210)는 제1 베이스(211)와 제1 베이스(211)의 평면에 수직으로 부착된 복수의 제1 이송 플레이트(212)로 이루어진다.

이러한 제1 리프터(210)는 바디(100)의 유입부(110) 및 건조부(120) 내주면에 나선형으로 설치된다.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 제2 리프터를 보여주는 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 리프터(220)는 배출부(130)의 내주면에 나선형으로 설치되며, 일면이 배출부(130)에 내주면에 부착되는 제2 베이스(221)와 제2 베이스(221)의 타면에 수직으로 부착된 복수의 제2 이송 플레이트(222)로 이루어진다.

이때, 하나의 제1 베이스(211)에 부착되는 제1 이송 플레이트(212)의 갯수는 하나의 제2 베이스(221)에 부착되는 제2 이송 플레이트(222)의 갯수에 비하여 많으며, 제2 이송 플레이트의 높이(H2)는 제1 이송 플레이트의 높이(H1)에 비하여 높게 형성되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 유입구(101)를 통해 바디(100) 내부로 유입된 피건조물이 배출구(102) 방향으로 이동되면서 그 내부의 수분이 증발함에 따라 부피가 감소되기 때문에, 바디(100)의 유입부(110) 및 건조부(120)를 통과하는 피건조물에 비하여 배출부(130)를 통과하는 피건조물의 부피가 작아지기 때문이다.

이에, 피건조물의 수분 증발을 고려하여 구간별 바디(100) 내부를 통과하는 피건조물의 낙차를 다르게 제어함으로써, 피건조물의 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 유입부(110) 및 건조부(120) 내주면에 설치된 인접하는 제1 리프터(210) 사이 간격은 배출부(130) 내주면에 설치된 인접하는 제2 리프터(220) 사이 간격에 비하여 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

그 이유는 앞서 설명한 바와 같이, 바디(100)를 통과하는 피건조물이 유입부(110)에서 배출부(130)로 갈수록 그 내부를 통과하는 피건조물의 수분이 증발함에 따라 그 부피가 감소되기 때문이다.

즉, 바디(100)가 회전함에 따라 바디(100) 내부를 통과하는 피건조물을 끌어올림과 낙하를 반복하여 건조 효율을 높이는 리프터(200)는 바디(100)의 유입부(110) 및 건조부(120)에 비하여 비교적 부피가 작은 피건조물이 통과되는 바디(100)의 배출부(130)에 설치된 제2 리프터(220) 사이 간격이 제1 리프터(210) 사이 간격에 비하여 촘촘하게 설치함으로써, 피건조물의 건조 효율을 향상시킬 수 있기 때문이다.

또한, 수분이 많은 피건조물과 제1 이송 플레이트(212)의 높이를 제2 이송 플레이트(222)의 높이에 비하여 낮게 형성함으로써, 제2 이송 플레이트(222)와 피건조물 간의 접촉면적을 최소화함으로써, 고착물이 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체인커튼을 설명하기 위한 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 킬른은 유입구(101)와 인접하여 유입부(110)의 내주면에 설치된 체인커튼(300)은 복수의 체인(310)이 원형으로 부착되어 형성되는 것이 바람직하다.

이에, 바디(100)가 회전함에 따라 그 내주면에 설치된 복수의 리프터(200)에 의하여 상승 및 낙하를 반복하는 과정에서 건조된 피건조물이 파쇄된 더스트 등 비산물이 비산되어 바디(100) 외부로 누출되는 것을 최소화하여 주위 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 킬른의 작동을 도면을 참조하여 설명한다.

유입구(101)를 통하여 바디(100)의 내부공간으로 유입된 피건조물은 바디(100)가 회전함에 따라, 바디(100) 내부에 나선형으로 설치된 복수의 리프터(200)에 의해 끌어올림·낙하를 반복하며 건조되면서 배출구(102) 방향으로 이동된다.

이때, 피건조물의 건조 정도에 따라 형상 및 배치가 서로 다른 제1, 2 리프터(210, 220)에 의해 건조 효율이 극대화되어 건조되며, 건조과정 중 발생된 분진 등 비산물 등은 바디(100)의 유입부(110) 내주면에 설치된 체인커튼(300)에 의하여 외부로 누출되는 것이 최소화하면서, 피건조물의 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 바디 101: 유입구
102: 배출구 110: 유입부
120: 건조부 130: 배출부
200: 리프터 210: 제1 리프터
211: 제1 베이스 212: 제1 이송 플레이트
220: 제2 리프터 221: 제2 베이스
222: 제2 이송 플레이트 300: 체인커튼
310: 체인

Claims

양단에 각각 유입구 및 배출구가 형성되고, 상기 유입구를 통해 유입된 피건조물이 수용되는 내부공간이 형성된 원통 형상의 바디;
상기 바디 회전시 상기 피건조물이 상기 유입구 방향으로 이동될 수 있도록, 상기 바디의 내주면에 나선형으로 설치된 복수의 리프터; 및
상기 유입구와 인접하여 상기 바디의 내주면에 설치되어 더스트의 비산을 방지하는 체인커튼;을 포함하는, 로터리 킬른.
청구항 1에 있어서,
상기 바디는 피건조물의 이동방향으로, 유입부, 건조부, 배출부로 구획되며,
상기 리프터는,
상기 유입부 및 건조부의 내주면에 설치되어 상기 피건조물을 상기 유입구 방향으로 이동시키는 제1 리프터; 및
상기 배출부의 내주면에 설치되어 상기 피건조물을 상기 건조부 방향으로 이동시키는 제2 리프터를 포함하는, 로터리 킬른.
청구항 2에 있어서,
상기 체인커튼은,
상기 배출부의 내주면을 따라 복수의 체인이 원형으로 부착되어 형성된 것을 특징으로 하는, 로터리 킬른.