KR20160096359A - 알루미늄 용해로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래 알루미늄 용해로가 가지는 알루미늄 칩이나 알루미늄 잉고트(괴)와 용탕 온도 차이에 따른 순도 저하 및 품질 불량, 회수율 저하, 불순물 용탕 표면 부유로 인한 산화 손실, 절삭유 연소로 인한 오염물 발생 및 장입장치 구조적 결함의 이물질 유입에 따른 유로 막힘의 공정 지연 등 제반 문제점을 보완하여,
폐알루미늄 칩이나 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 투입 원료를 투입되기 전에 하향 경사지게 형성된 푸셔 장치를 이용 용해로에 효과적이면서도 환경친화적인 방법으로 예열하도록 함으로써 투입 원료와 용탕과의 온도 차이에 따른 탕온 저하 없이 용탕 온도를 항상 일정하게 유지하여 용탕에 투입된 알루미늄 투입 원료를 빨리 용융시켜 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있게 함으로써 고 순도의 알루미늄을 제조할 수 있으며 원활한 공정 흐름과 고수율의 용융 및 운전 효율 향상에 따른 제조 생산성 향상과 폐열을 이용한 열효율 향상의 에너지 절감 및 공해 방지효과도 동시에 구현할 수 있게 하는 알루미늄 용해로에 관한 것이다.

Description

알루미늄 용해로{The Alruminium melting furnace for Aluminum Chip and Ingot preheating}

본 발명은 고품질화가 가능하고 생산성도 향상된 알루미늄 용해로에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 종래 알루미늄 용해로가 가지는 알루미늄 칩이나 알루미늄 잉고트(괴)와 용탕 온도 차이에 따른 순도 저하 및 품질 불량, 회수율 저하, 불순물 용탕 표면 부유로 인한 산화 손실, 절삭유 연소로 인한 오염물 발생 및 장입 장치 구조적 결함의 이물질 유입에 따른 유로 막힘의 공정 지연 등 제반 문제점을 보완하여,

폐알루미늄 칩이나 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 용융 원료를 투입되기 전에 하향 경사지게 형성된 푸셔 장치를 이용 용해로에 응집에 따른 유로 막힘 현상 없이 고르게 분산 투입하는 과정에서 효과적이면서도 환경친화적인 방법으로 예열하도록 함으로써 투입 원료와 용탕과의 온도 차이에 따른 탕온 저하 없이 용탕 온도를 항상 일정하게 유지하여 용탕에 투입된 알루미늄 용융 원료를 빨리 용융시켜 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있어 고 순도의 알루미늄을 제조할 수 있으며 원활한 공정 흐름과 고수율의 용융 및 운전 효율 향상에 따른 제조 생산성 향상과 폐열을 이용한 열효율 향상의 에너지 절감 및 공해 방지효과도 동시에 구현할 수 있게 하는 알루미늄 용해로에 관한 것이다.

통상적으로 알루미늄 용해로는 로의 형식이 반사로 또는 전기로, 도가니로로서 정형화된 형태의 비중이 높은 알루미늄 잉고트(알루미늄괴)나 알루미늄 소재를 절삭하거나 가공하는 과정에서 부산물로서 발생하는 불규칙한 형태의 폐 알루미늄 칩, 압축된 폐 알루미늄 캔 또는 금속 캔을 적정 크기로 분쇄한 알루미늄 스크랩 등 크기와 밀도차가 있는 다양한 성상의 알루미늄 용융 원료를 수거하여 보통 750 ~ 850℃의 온도에서 다시 용해시키는 장치이다.

알루미늄은 가벼우면서 내식성과 가공성이 좋으며 전기 및 열전도도가 높을 뿐 아니라 Cu, Mg, Si, Zn, Mn, Ni 등의 원소와 다양한 종류의 고강도, 고내식성 합금을 만들어 항공기, 가정용품, 건축, 차량, 기계, 전기, 전자 등 가정과 산업 전분야에 걸쳐 사용되고 있다.

상기와 같이 종래 알루미늄을 이용한 알루미늄 합금은 주조성, 가공성 등이 다른 금속보다 우수하여 초경량의 각종 구조재료나 기계부품으로 널리 사용되고 있으며 그 사용량도 점차 증가되고 있다

그러나 상기와 같은 알루미늄은 용해점이 다른 금속에 비하여 낮기 때문에 재활용이 비교적 용이한 금속이기는 하나, 산화가 잘되기 때문에 용해시에 금속의 산화손실이 커지기 쉬우며 용해점이 낮음에도 불구하고 용해로 투입 과정에서 다량이 산화됨으로써 그 회수율이 낮을 뿐 아니라, 주철(주철의 용해 열용량: 310 Kcal/Kg)과 비슷한 많은 에너지를 필요로 하는 단점을 가지고 있다.

즉 알루미늄 용융 소재로서 초기 생산된 알루미늄 잉고트(알루미늄괴)는 정형화된 형태의 적정 중량으로 형성되어 그 무게와 형상의 특성상 용해로에 투입시 바로 침강되어 용융되지 되기 때문에 산화손실이 적으나 알루미늄 소재 생산이나 가공시 많이 발생하는 상기 폐알루미늄 칩(chip), 압축된 폐 알루미늄 캔 또는 금속 캔이나 알루미늄 소재 건축자재를 분쇄한 상기 알루미늄 스크랩 등 재활용 소재는 불규칙한 덩어리 형태로서 무게가 가볍고 얇고 넓어서 표면적이 큰 소재 특성상 용해로에 투입시 바로 침강되어 용융되지 못하고 용상의 상부에 부유한 상태로 일정 시간 유지하다가 서서히 용융되는 특성으로 인하여 지연 시간이 발생하기 때문에, 투입된 알루미늄이 용해로에 용융된 알루미늄보다 온도 차이가 커 완전히 용해되기 이전에 표면에 부유하게 되어 용해로 공기와 분위기 가스에 접촉하면서 산화되어 산화물인 알루미나(Al₂O₃)로 산화됨으로써 산화손실이 발생하고 따라서 용해효율이 떨어지고 알루미늄의 순도와 품질이 저하되어 순수 알루미늄(Al)의 실수율이 떨어지게 되는 등 중량 및 크기에 다른 비중 등 용해소재에 따라 물성이 서로 다른 특성으로 인하여 용해 처리에 문제점이 있다.

또한 용탕에 섞인 불순물은 수소의 용해를 촉진시키고 탈가스를 어렵게 하며, 용탕의 유동성을 저하시키게 되며 절삭유 연소로 인하여 오염물이 발생하는 등 용탕 품질이 저하되는 문제점이 있다.

그리고 알루미늄 용해로의 용탕의 온도는 항상 일정하게 유지되어야 고 순도의 알루미늄을 제조할 수 있으나,

종래의 알루미늄 용해로는 용해로의 상부에서 알루미늄 잉고트 등 용융 재료를 투입하는 방식으로 알루미늄 잉고트 등을 용해로 상부에서 주입하게 됨으로써 잉고트의 온도를 일정하게 유지시키기가 어렵고 용융재료와 용탕의 온도 차이로 인하여 에너지 손실에 따른 열효율 저하가 발생하고 용탕의 불안정으로 인하여 불순물이 용탕에 섞이게 되므로 생산성이 저하되고 제조 비용이 상승되는 문제점이 있다

따라서 본 발명자는 위의 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과,

단순히 용해로에 원재료를 장입하고 열을 가하여 용융하는 방식으로 에너지 절약과 원가 절감 그리고 운전 효율 향상에 한계가 있는 종래 방식의 용해로 장치를 탈피하여 종래 기술에 비하여 용융 및 운전 효율이 대폭 향상된 본 발명의 알루미늄 용해로를 개발하게 된 것이다.

전술한 바와 같이 종래 기술의 알루미늄 용해로는 제반 문제점이 있는바,

본 발명은 단순히 용해로에 크기와 밀도 등 물성이 서로 다른 용해재료를 장입하고 열을 가하여 용융하는 방식으로 에너지 절약과 원가 절감 그리고 운전 효율 향상에는 한계가 있는 종래 방식의 용해로 장치를 탈피하여 저급 스크랩과 함께 공정 스크랩 및 알루미늄 잉고트 등 성상이 상이한 원료를 사용하여도 중량에 비해 표면적이 매우 큰 재활용 알루미늄 등의 용융 원료 특성에 맞춰 원재료를 용해로에 장입하기 전에 미리 예열하되 높이 차가 있는 경사로에 푸셔장치를 장착하여 골고루 섞여서 열교환 효율을 높게 하고 원활하게 용해로에 투입시키게 함으로써 예열되어 원료와 용탕 상호 간에 온도차를 줄인 상태에서 최적 온도를 유지하여 용탕에 투입된 후 빠르게 알루미늄이 용융되어 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있어 용탕의 품질이 향상되게끔 원활한 공정 흐름의 알루미늄 용해로 시스템을 구성하여야 하는 기술적 과제를 해결한 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,

종래 알루미늄 용해로가 가지는 알루미늄 칩이나 알루미늄 잉고트(괴)와 용탕 온도 차이에 따른 순도 저하 및 품질 불량, 회수율 저하, 불순물 용탕 표면 부유로 인한 산화 손실, 절삭유 연소로 인한 오염물 발생 및 용해 소재 공정 흐름에 문제가 있는 장입 장치 구조적 결함의 이물질 유입에 따른 유로 막힘의 공정 지연 등 제반 문제점을 보완하여,

폐알루미늄 칩이나 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 용융 원료를 투입되기 전에 하향 경사지게 형성된 푸셔 장치를 이용 용해로에 고르게 분산 투입하는 과정에서 효과적이면서도 환경친화적인 방법으로 예열하도록 함으로써 투입 원료와 용탕과의 온도 차이에 따른 탕온 저하 없이 용탕 온도를 항상 일정하게 유지하여 용탕에 투입된 알루미늄 투입 원료를 빨리 용융시켜 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있어 산화된 알루미나가 전체 용탕에서 차지하는 비율이 극히 적어 실수율이 대폭 향상되는 효과적인 알루미늄의 용해처리로 고 순도의 알루미늄을 제조할 수 있으며 원활한 공정 흐름과 고수율의 용융 및 운전 효율 향상에 따른 제조 생산성 향상과 폐열을 이용하여 사용 에너지원을 최소로 하는 열효율 향상의 에너지 절감 및 공해 방지효과도 동시에 구현할 수 있게 하는 알루미늄 용해로를 제공하는데 목적이 있다.

이와 같이 된 본 발명의 알루미늄 용해로는,

폐 알루미늄 칩이나 스크랩, 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 투입 원료를 투입되기 전에 하향 경사지게 형성되어 용해로 내 투입이 용이하며 또한 낙하되는 투입 원료와 초기 용융된 알루미늄과의 접촉 면적을 증가시켜 공기와 접촉 산화반응 할 수 있는 침투 지연시간을 줄여 용탕 속으로의 침투력도 개선되게 하는 푸셔 장치를 이용 용해로에 고르게 분산 투입하는 과정에서 효과적이면서도 환경친화적인 방법으로 예열하도록 함으로써 투입 원료와 용탕과의 온도 차이에 따른 탕온 저하 없이 용탕 온도를 항상 일정하게 유지하여 용탕에 투입된 알루미늄 투입 원료를 빨리 용융시켜 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있어 산화된 알루미나가 전체 용탕에서 차지하는 비율이 극히 적게 됨으로써 실수율이 대폭 향상되는 효과적인 알루미늄의 용해처리로 고 순도의 알루미늄을 제조할 수 있게 되어 품질 안정화와 고급화에 기여할 수 있으며 자동화된 공정의 원활한 공정 흐름과 고수율의 용융 및 운전 효율 향상에 따른 제조 생산성 향상과 용해로 내부의 버려지는 배기 가스의 폐열을 이용한 열효율 향상의 에너지 절감 효과 및 이산화 탄소 배출을 저감시키는 공해 방지효과도 동시에 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 알루미늄 용해로 장치 전체 구성을 도시한 평면 구성도
도 2는 본 발명의 요부로서 용해로와 푸셔를 포함한 장입 장치 연결 구성을 도시한 단면 구성도
도 3은 본 발명의 투입 및 승강 이송 장치 연결 구성을 도시한 단면 구성도 도 4는 본 발명의 푸셔 장치 평면 구성도
도 5는 본 발명의 요부로서 푸셔 장치를 도시한 단면구성도
도 6은 본 발명의 푸셔 장치 정면 구성도
도 7은 본 발명의 전체 장치 시스템 구성을 도시한 블록 구성도

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같으며 공지의 기술에 대한 구체적인 설명은 생략하는데 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부여함에 있어서 동일한 구성들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용된다.

본 발명은 폐 알루미늄 칩이나 스크랩, 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 복합 알루미늄 용융 원료를 용해 처리하는 알루미늄 용해로에 있어서,

폐 알루미늄 칩이나 스크랩, 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 투입 원료를 수집 투입하되 회전 셔터를 이용 승강 이송장치의 수용 용기에 일정량 간헐적으로 공급하는 투입 호퍼(10)와,

투입 호퍼(10)로 투입된 알루미늄 투입 원료를 수용 용기로 받아서 상향 이송하고 알루미늄 원료 장입부(30)에 하방 낙하시키는 승강 이송장치(20),

터널 형태의 수직 안내로(31)를 통하여 선택적으로 낙하공급되는 투입 원료를 하향 경사진 경사 유도로(31)에 장착된 푸셔 장치(40)를 이용 다양한 성상의 투입 원료를 예열부(50)에서 압출 이송하여 용해로(60)에 공급하는 장입부(30),

장입부(30)의 푸셔 장치(40)로부터 공급되는 투입 원료를 용해로 배기 가스로 예열시키는 예열부(50) 및,

예열부(50)로부터 공급되는 투입 원료를 예열처리하여 푸셔 장치(40)로 공급받아 용해 처리 후 크레인(81)에 구비된 래들로 출탕시키는 알루미늄 용해로(60)로 구성되어,

투입 원료와 용탕과의 온도 차이에 따른 탕온 저하 없이 용탕 온도를 항상 일정하게 유지하여 용탕에 투입된 알루미늄 용융 원료를 빨리 용융시켜 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있게 함으로써 산화된 알루미나가 전체 용탕에서 차지하는 비율이 극히 적게 되어 실수율이 대폭 향상되는 효과적인 알루미늄의 용해처리로 고 순도의 알루미늄을 제조할 수 있게 하는 알루미늄 용해로이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.

본 발명은 전술한 바와 같이,

투입된 원료를 하향 이송하는 투입 호퍼(10)와, 투입 호퍼(10)로 투입된 알루미늄 투입 원료를 상향 이송하고 알루미늄 원료 장입부(30)에 공급하는 승강 이송장치(20), 수직 안내로(31)를 통하여 선택적으로 낙하공급되는 투입 원료를 하향 경사진 경사 유도로(32)에 장착된 푸셔 장치(40)를 이용 압출 이송하여 용해로(60) 전단의 예열부(50)에 공급하는 장입부(30), 투입 원료를 배기 가스로 예열시키는 예열부(50) 및 예열부(50)로부터 공급되는 투입 원료를 용해처리하여 출탕시키는 알루미늄 용해로(60)로 구성되어,

크기와 밀도차가 있는 폐 알루미늄 칩이나 스크랩, 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 용융 원료를 용해 처리하는 시스템 장치로서 알루미늄 용해로이다.

투입 재료를 모아서 수집하는 상기 투입 호퍼(10)는 소정 높이의 지지대(14) 상에 깔때기 모양으로 형성되어 운반차로 공급되는 투입 원료를 수집 일정량씩 간헐적 연속적으로 승강 이송장치(20)에 하향 공급하여 용해로(60)에 공급되는 투입 원료의 양이 항상 적절하게 유지되게끔 공급하는 원료 공급 장치로서,

상기 투입 호퍼(10)의 하부에는 상부에 구비된 모터(12) 구동 회전축(13)으로 회전 개폐되는 회전 도저 형태의 경사진 회전 셔터(11)가 구비되어 회전 셔터(11)를 개방시켜 하방 낙하되는 용융 원료를 승강 이송장치(20)의 상부가 개방된 박스형 수용 용기(21)에 쏟아 붙는다.

규칙 또는 불규칙한 형태의 용융 원료를 적재한 승강 이송장치(20)는 투입 호퍼(10)로 투입된 알루미늄 투입 원료를 수용 용기(21)로 받아서 장입부 꼭대기로 상향 이송하고 후단의 알루미늄 원료 장입부(30)에 소량씩 정량적으로 하방 낙하시키는 일정 높이의 이송장치로서, 상부가 개방된 박스 형태의 수용 용기(21)에 알루미늄 투입 원료가 적재되어 일정량으로 수용되면, 안내 프레임을 통하여 구동 모터(23)로부터 동력을 전달받아 구동되는 로프에 매달린 수용 용기를 엘리베이터식으로 상승시키고 수용 용기(21)를 회전시켜 기울이는 방식으로 경사 작동시켜 장입부(30) 상단의 투입 원료 투입구에 쏟아 붇는 방식으로 투입 원료 자중에 의하여 낙하할 수 있게끔 투입한다.

장입부(30)는 높이 차를 두고 자유낙하 가능하게 형성된 타워 형태 외관 내측에 터널 형상의 일정 길이 수직 안내로(31)와 수직안내로(31) 하단 중간에서 교차되고 용해로(60) 전단의 예열부(50)까지 연장되는 푸셔 장치(40)가 장착된 하향 경사진 경사 유도로(32)로 구획 형성되어 승강 이송장치(20)의 수용용기(21)로부터 수직 안내로(31)로 배출되고 경사 유도로(32) 중간으로 안내되어 낙하 공급되는 다양한 성상의 알루미늄 용융 원료를 경사지게 압출 이송하여 용해로(60) 전단의 예열부(50)에 공급하는 역할을 수행하게 된다.

상기 상단이 개방된 수직 안내로(31)의 일측으로는 배기 가스를 내보내기 위한 배기관(33)이 구비되어 있으며 전술한 바와 같이 원료 받음부로서 상기 하향 경사진 경사 유도로(32)에는 굴러 다닐 수 있도록 안내 레일(42)을 통하여 알루미늄 용융원료를 압출 이송하는 푸셔 장치(40)가 프레임(41)에 장착되어 있는데,

상기 푸셔 장치(40)는 다수개의 롤러(44)가 장착된 대차(43) 위에 제품 압출용 푸셔 헤드(45)가 일체로 형성된 압출 이송 장치로서 길이 방향으로 회전 가능하게 설치되고 프레임(41)에 소정 각도 경사지게 구비된 안내 레일(42)로 안내되어 슬라이딩 진퇴 이동되는데 유압의 힘으로 작동되는 유압 실린더(47)에 내장된 실린더 로드(48)의 구동에 의하여 진퇴 왕복 동작하게 된다.

경사지게 구비된 밀대로서 상기 푸셔 헤드(45)는 진퇴 왕복 작동하면서 소량씩 정량적으로 수직 낙하 공급되는 투입 원료를 용해로 전단 일정 구간에 형성된 예열부(50)에서 밀어서 용해로(60)에 투입하는 장치로서 푸셔 헤드(45)의 전면으로는 덩어리 형태로 공급되는 투입 원료를 골고루 들쑤시게 하여 플리커링을 방지시키게 하는 분산 유도봉으로서 가느다란 환봉 형태의 돌출 파이프(46)가 다수 개 구비되어 투입 원료를 자동으로 공급하면서도 원료를 들쑤셔서 투입 원료가 예열부(50)에서 충분히 골고루 예열됨과 동시에 완만한 경사 각도에서 낮게 공급됨으로써 용해로(60) 투입시 용탕이 튀는 것을 감소시키게 되는데 쑤시게 역할을 하는 상기 돌출 파이프(46)는 투입 원료와의 접촉 면적이 극대화되도록 앞쪽 절단면이 테이퍼지게 형성되는 것이 바람직하다

용해로(60)의 전단에는 전술한 바와 같이 용해로(60) 방향으로 소정 각도 기울어지게 형성된 장입부(30)의 경사 유사로(32) 끝단 연장선상의 일정 구간에 걸쳐서 예열부(50)가 형성되어 있어서 투입 원료 유입구(61)를 통하여 용해로(60)에서 유출되어 공급되는 고온 배기가스가 투입 원료를 효과적으로 예열하게 되는데,

이렇게 알루미늄 괴나 칩, 스크랩 등 복합 용융 원료가 용해로에 투입되기 직전 용해로(60)에서 발생하는 고온의 폐열을 예열부(50)에 공급하여 약 700℃인 용탕에 투입되기 전에 알루미늄 투입 원료를 적정온도로 예열시킴으로써 용융 원료가 용탕에 투입되면 빨리 용융시켜 알루미늄이 산화되는 비율을 획기적으로 줄일 수 있어 수율을 향상시키게 되며 또한 폐 알루미늄 칩 등 재활용 용융 원료가 건조됨으로써 용탕 내 가스 증가에 따른 기포 발생 등으로 인한 제품 불량도 방지할 수 있게 된다.

즉 본 발명의 실시예에 따른 상기 푸셔 장치(40)가 응집된 용융원료를 들쑤시면서 밀어내기 때문에 압축되어 비중도 높아지게 되고 또한 용융원료에 대한 고온 배기가스의 접촉 표면적이 증가하고 골고루 깊숙하게 침투되기 때문에 열교환 효율이 높아져서 더욱 효율적으로 예열될 수 있으며 이렇게 적정온도로 예열이 된 투입 원료는 용탕과의 온도차가 최소화된 상태이기 때문에 온도 손실도 최소화되어 산화 가능성이 있는 공기와 가스 접촉 표면적이 줄어들고 용융원료가 용탕에 깊숙히 침투하기 때문에 용탕에 침강되지 않은 표면의 투입 원료 공기 접촉에 따른 용해 지연 시간이 단축되고 따라서 산화 손실이 최소화되어 용융처리를 자동화된 공정으로 신속하고 효율적으로 수행할 수 있게 되는 것이다.

또한 용해로(60)는 소정 높이의 타워 형태로 구성되어 전단의 상기 예열부(50)로부터 적정온도로 예열되어 공급되는 투입 원료를 가열 용융시켜

용탕통(80)에 담고 외부 크레인(81)에 와이어로 연결된 래들로 들어올려서 출탕시키는 장치로서, 내화재로 형성된 용해로(60) 내측면에 용탕을 수용하는 박스 형상으로, 용해로 본체(62)의 전단에는 예열로(50)와 연통되는 투입 원료 유입구(61)가 구비되고 후단으로는 용해된 용탕을 배출시키는 출탕구(63)가 구비되어 있으며 출탕구(63)에는 자동으로 개폐되어 용탕을 하부로 배출하는 개폐 도어 형태의 개폐부(67)가 형성되어 용융처리된 용탕을 배출시키게 되며 용해로의 후방에 위치하여 용해로(21)에서 발생된 가스를 연소시켜 배출하게 되는 배기 가스 연소실(65) 상단으로는 가스를 배출시키는 배기관(66)이 부가적으로 형성되어 있다.

상기 알루미늄 용해로(60)는 단열성, 형태적 안정성과 내구성이 좋은 캐스타블 내화물이나 세라믹 단열재 등이 외측의 강철판으로 감싸져서 다중 케이싱된 통상의 용해로로서, 알루미늄을 용해하는 용해로의 케이스 본체 외주에는 인가되는 전원에 의하여 용해로를 고온으로 가열하는 버너나 가열용 전기 히터(미도시함)가 구비되어, 용해된 알루미늄 용탕을 적절한 온도로 유지시키게 되는 보온로를 겸하게 된다

상기한 바와 같이 본 발명은 낙하불량을 방지하는 상기 푸셔 장치(40)가 투입 원료를 예열부(50)를 거쳐 용해로(60)에 연속적 또는 단속적으로 공급하게 되는데 용해로(60)에 투입 원료가 공급되고 가열이 시작되면 공급을 중단하되 장입부(30)와 예열부(50)에는 용해로(60)의 용융 능력을 일정하게 유지할 수 있게끔 원료가 떨어지지 않게 항상 투입 원료를 적재시킨 상태로 공급되는 양을 조절하여 구동한다.

또한 용탕이 담겨진 용탕통(80)(melt launder)은 무게를 실시간으로 측정하는 로드셀 등의 계량기(90)로 계근되고 계근된 용탕통(80)은 지게차 등의 운반차(70)에 적재되어 최종적으로 이동하게 되는 것으로서 결국 본 발명의 용해로(60)는 용융 원료가 폐열에 의하여 적정 온도로 예열됨으로써 투입시 온도 편차 없이 급속히 녹아서 침강되고 따라서 용해로 내부 온도의 손실이 최소화되어 적은 열량으로도 신속히 용융할 수 있어 열효율이 높고 이산화탄소 배출량도 감소시켜 환경친화적이다.

본 발명에 있어서 상기 용해로는 승강이송장치를 중심으로 용탕 이송로를 사이에 두고 좌우 양측 대칭으로 복수 개의 용해로를 구비할 수 있는데 이렇게 단독 또는 병행의 선택적으로 운용할 수 있게끔 1조 2대로 이원화 및 자동화된 용해로 시스템은 소정의 운용 프로그램이 구비된 마이크로 프로세서의 제어로 투입원료의 공급이 원활하고 정확하게 이루어져 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며 또한 용해로 하부측에 용해조 외부로 강제 펌핑 배출하게 하는 출탕 용도의 용탕 이송관을 구비하게 되면 용해로 외부에 구비된 용탕 보관탕에 안전하고 정확하게 용탕을 이송할 수 있으며 또한 투입호퍼에는 투입과 배출을 원활할 수 있게끔 진동장치와 기구마모 및 피로하중을 감소시키는 충격 완화용 스프링 및 적정 설계 값에 의한 경사로를 동시에 구비하는 것이 바림직하다.

이와 같이 본 발명은 정형화되지 않은 폐알루미늄 칩이나 일정 크기의 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 투입 원료를 용해로에 투입되기 전에 하향 경사지게 형성된 푸셔 장치를 이용 용해로에 효과적이면서도 환경친화적인 방법으로 예열 공급하도록 함으로써 투입 원료와 용탕과의 온도 차이에 따른 탕온 저하 없이 용탕 온도를 항상 일정하게 유지하여 용탕에 투입된 알루미늄 투입 원료를 바로 온도 편차 없이 균일하게 섞어 가열 용융시키게 함으로써 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있어 수율이 향상되어 고 순도의 알루미늄을 제조할 수 있으며 원활한 공정 흐름과 고수율의 용융 및 운전 효율 향상에 따른 제조 생산성 향상과 폐열을 이용한 열효율 향상의 에너지 절감 및 공해 방지효과도 동시에 구현할 수 있게 된다.

그리고 상기한 바와 같이 용해속도와 알루미늄 칩의 속도 균형을 맞추기 위하여 일정한 속도로 구동하는 본 발명의 효율적이고 안정적인 용융재료 투입 배출 형태 설치 및 공정 구조는 도시와 설명의 편의를 위하여 예시한 바람직한 실시예로서, 설치 조건에 맞춰 본 발명의 기술적 요지의 동일성 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

결국 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시 예에 한정되는 것은 아니다

10:투입 호퍼 11:회전 셔터
12:모터 13:회전축
14:지지대
20:승강이송장치 21:수용 용기
22:안내 프레임 23:구동모터
30:장입부 31:수직 안내로
32:경사 유도로 33:배기관
40:푸셔 장치 41:프레임
42:안내 레일 43:대차
44:롤러 45:푸셔 헤드
46:돌출 파이프 47:유압 실린더
48:실린더 로드
50:예열부
60:용해로 61:원료 유입구
62:본체 63:출탕구
66:배기관 67:개폐부
70:운반차(지게차)
80:용탕통(래들) 81:크레인
90:계량기(저울)

Claims (3)

1. 
   폐 알루미늄 칩이나 스크랩, 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 복합 알루미늄 용융 원료를 용해 처리하는 알루미늄 용해로에 있어서,
   폐 알루미늄 칩이나 스크랩, 알루미늄 잉고트(괴) 등 투입되는 다양한 성상의 알루미늄 투입 원료를 수집 투입하되 회전 셔터를 이용 승강 이송장치의 수용 용기에 일정량 간헐적으로 공급하는 투입 호퍼(10)와,
   투입 호퍼(10)로 투입된 알루미늄 투입 원료를 수용 용기로 받아서 상향 이송하고 알루미늄 원료 장입부(30)에 하방 낙하시키는 승강 이송장치(20),
   터널 형태의 수직 안내로(31)를 통하여 선택적으로 낙하공급되는 투입 원료를 하향 경사진 경사 유도로(31)에 장착된 푸셔 장치(40)를 이용 다양한 성상의 투입 원료를 예열부(50)에서 압출 이송하여 용해로(60)에 공급하는 장입부(30),
   장입부(30)의 푸셔 장치(40)로부터 공급되는 투입 원료를 용해로 배기 가스로 예열시키는 예열부(50) 및,
   예열부(50)로부터 공급되는 투입 원료를 예열처리하여 푸셔 장치(40)로 공급받아 용해 처리 후 크레인(81)에 구비된 래들로 출탕시키는 알루미늄 용해로(60)로 구성되어,
   투입 원료와 용탕과의 온도 차이에 따른 탕온 저하 없이 용탕 온도를 항상 일정하게 유지하여 용탕에 투입된 알루미늄 투입 원료를 빨리 용융시켜 알루미늄의 산화를 획기적으로 줄일 수 있게 하는 구성임을 특징으로 하는 알루미늄 용해로
2. 제 1항에 있어서,
   상기 푸셔 장치(40)는 다수개의 롤러(44)가 장착된 대차(43) 위에 제품 압출용 푸셔 헤드(45)가 일체로 형성된 압출 이송 장치로서 길이 방향으로 회전 가능하게 설치되고 프레임(41)에 소정 각도 경사지게 구비된 안내 레일(42)로 안내되어 슬라이딩 진퇴 이동되는데 유압으로 작동되는 유압 실린더(47)에 내장된 실린더 로드(48)의 구동에 의하여 동작함을 특징으로 하는 알루미늄 용해로
3. 제 2항에 있어서,
   상기 푸셔 장치(40) 전면에는 돌출 파이프(46)가 형성되어 용융원료를 들쑤시면서 밀어내어 용융원료에 대한 고온 배기가스의 접촉 표면적을 증가시키고 골고루 깊이 침투시켜 예열함을 특징으로 하는 알루미늄 용해로

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