KR20200133187A - 유동가능한 무기 그레인의 처리방법 및 이 방법의 수행에 적합한 로터리 튜브 - Google Patents

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KR20200133187A
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마티아스 손
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헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지
신에쯔 세끼에이 가부시키가이샤
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Abstract

유동가능한 무기 그레인의 처리방법 및 이 방법의 수행에 적합한 로터리 튜브
유동가능한 무기 그레인을 처리하는 공지된 방법에 있어서, 회전축에 대하여 회전하고 분리 부재에 의해 다수의 처리 구역으로 분할된 처리챔버를 둘러싸는 가열된 로터리 튜브가 사용된다. 그레인은 그레인 유입구 측에서 처리챔버로 공급되고 그레인 유출구 측을 향해 그레인 이송 방향으로 이송되며, 공정 중에 처리가스에 노출된다. 그로부터, 로터리 킬른에서 유입가능한 무기 그레인, 특히, SiO2 그레인을 처리가스의 적고 효과적인 소비 방식으로, 신뢰성 있고, 재현성 있는 열처리 방법을 가능하게 하기 위해, 사용된 처리가스는 종축에 대하여 회전하는 가스 안내 튜브에 의해 반응구역 외부로 흡입되는 것이 제안된다.

Description

유동가능한 무기 그레인의 처리방법 및 이 방법의 수행에 적합한 로터리 튜브 {Method for treating pourable, inorganic grain, and rotary tube suitable for performing the method}
본 발명은 회전축에 대하여 회전하고, 분리 부재에 의해, 적어도 하나의 반응구역을 포함하는 다수의 처리 구역으로 분할된 처리챔버를 둘러싸는 가열식 로터리 튜브에서 유동가능한(pourable) 무기 그레인(grain)을 처리하는 방법에 관한 것으로, 상기 그레인은 그레인 유입구(inlet) 측에서 처리챔버로 공급되고, 그레인 유출구(outlet) 측을 향해 그레인 이송 방향으로 이송되며, 공정 중에 처리가스에 노출된다.
또한, 본 발명은 유동가능한 무기 그레인을 처리하는 로터리 튜브에 관한 것으로, 상기 튜브는 수평면(horizontal)에 대해 경사진(inclined) 회전축에 대하여 회전가능하고, 상기 튜브는 그레인을 수용하는 처리챔버를 둘러싸며, 상기 챔버는 분리 부재에 의해 적어도 하나의 반응구역을 포함하는 다수의 처리 구역으로 분할되고, 처리챔버 내로 그레인을 도입하는 그레인 유입구 측, 및 처리챔버로부터 그레인을 배출하는 그레인 유출구 측, 및 반응구역 내로 처리가스를 도입하는 가스 유입구, 및 처리챔버로부터 사용된 처리가스를 제거하는 가스 유출구를 포함하고, 가스 유출구는 종축에 대해 회전하는 가스 안내 튜브를 포함한다.
로터리 킬른(rotary kiln)을 이용하는 이러한 종류의 처리방법은, 예를 들어, 특히, SiO2로 구성된, 비정질 또는 결정질 그레인의 정제에 이용된다.
SiO2 그레인은 석영 유리를 생산하기 위한 원재료로서 이용된다. 석영 유리의 다양한 응용에 있어서, 예를 들어, 반도체 제조 또는 광학용으로 사용하기 위한 구성요소로서, 순도에 대한 높은 요구가 주어지며, 이러한 요구는 오직 현저한 시간, 재료 및 비용에 의해서 달성될 수 있다.
철, 티타늄, 알칼리 및 알칼리 토금속과 같은 불순물은 고온에서 염소화 분위기(chlorinated atmosphere) 하의 처리에 의해 제거된다(열염소화). 로터리 킬른에서 열염소화에 의한 석영 분말의 연속 정제를 위한 이러한 종류의 방법은 US 5,637,284 A에 기술되어 있다. 정제되는 석영 분말은 석영 유리로 구성되며, 경사지게(obliquely) 배치되고, 전기적 가열식 로터리 튜브의 유입구 측에 연속적으로 공급되고, 내부에서, 예열챔버, 반응챔버 및 가스 탈착챔버를 순차적으로 통과한다. 각각의 챔버는 석영 분말의 혼합에도 사용되는 투과성 분리 부재에 의해 서로 분리된다. 석영 분말은 대략 1300℃의 온도로, 반응 챔버에서, 염소 및 염화수소의 가스 혼합물로 처리되기 전에, 대략 800℃의 온도로 예열 챔버에서 가열된다. 상기 가스 혼합물은 로터리 튜브의 종축으로 연장되는 가스 랜스(lance)에 의해 유출구 측으로부터 반응챔버 내로 유입된다. 가스 혼합물은 석영 분말의 불순물과 반응하여, 가스상의 금속 염화물을 형성한다. 사용된 가스 혼합물 및 가스상의 반응 생성물은 탈착챔버에서 흡입된다. 이를 위해, 추가의 가스 랜스가 사용되며, 상기 랜스는 유출구 측으로부터 탈착챔버 내로 돌출된다.
처리가스를 공급하는 고정식 랜스는 예를 들어, 1200℃의 고온에서 변형된다. 결과로서, 다양한 지점에서, 처리가스가 SiO2 그레인과 접촉하여, 정제 결과의 재현성 손상을 야기한다. 단면(end face)에 개방된 말단(ends) 및 로터리 튜브의 큰 단면적 때문에, 킬른은 단면에서 많은 양의 열을 방출한다. 고온은 로터리 튜브의 가열된 말단에서 밀봉된 로터리 접합(rotary joints)을 사용할 수 없다는 것을 의미한다.
WO 2010/037473 A1으로부터 공지된, 로터리 킬른에서 SiO2 그레인의 연속적 정제 방법에서는 베인(vanes) 또는 스터드(studs)와 같은 인서트(inserts)가 로터리 튜브의 내부에 장착되고, 상기 인서트는 정제되는 그레인의 이송 및 혼합에 이용된다.
US 7,837,955 B2는 로터리 킬른에서 석영모래의 연속적 정제 방법을 기술하며, 수직 분리 플레이트(vertical separating plates)가 로터리 킬른 내로 수용되며, 상기 석영모래는 분리벽의 외부 엣지(edge) 및 로터리 튜브의 내벽 사이를 통하여 유도된다. 이 경우, 석영모래는 하나의 말단으로부터, 로터리 튜브 내로 유입되고, 처리가스는 다른 말단므로부터 상기 튜브 내로 유입된다. 로터리 튜브 내의 내부 압력은 외부의 우세한(prevailing) 압력(대기압)보다 높을 수 있다.
WO 88/03914 A1은 헬륨 및/또는 수소 함유 분위기에서, 로터리 킬른을 이용하여, 비정질, 다공성 SiO2-분말의 BET 표면을 감소시키는 것을 가르친다. 하나의 접근법에서, 미세한 SiO2-수트 더스트(SiO2-soot dust)는 물과 혼합되어, 습윤하고, 푸석한(crumbly) 덩어리(mass)가 얻어진다. 이 덩어리는 로터리 킬른으로 이송되고, 600℃의 온도에서, 0.1 내지 3mm의 그레인 크기를 갖는 분말로 압축된다.
DE 10 2010 021 693 A1은 다공성 SiO2 과립(granulate)의 투명한 합성 석영 유리 그레인으로의 연속적 유리화를 기술한다. 이 경우, 과립 충진물(granulate filling)은 중심축에 대해 회전하는 로터리 튜브를 포함하고, 석영 유리로 제조된 내벽을 포함하는 로터리 킬른에서 레이저빔에 의해 가열된다. 충진물 및 레이저빔 사이에 상대적인 움직임을 생성함으로써, 응집없이, 과립입자의 균일한 유리화가 달성된다.
WO 2017/062949 A1은 회전축에 대하여 회전하고, 다수의 순차적인 처리 구역을 포함하는 처리챔버를 둘러싸는 로터리 튜브를 포함하는 로터리 킬른에서, 과립형 폴리실리콘을 탈기하기 위한 시스템을 기술한다. 처리구역으로의 분할은 로터리 튜브 내로 돌출되는 샤프트에 단단히 고정되고, 로터리 튜브 내벽에 가까이 도달하는 부재(elements)를 교반하여 달성된다. 처리되는 폴리실리콘 그레인은 그레인 유입구 개구(opening)로부터, 교반 부재의 이송 개구를 통하여, 그레인 유출구 개구에 도달하고, 공정 중에 퍼지 가스에 노출된다.
WO 2018/084134 A1은 로터리 킬른에서 미립자 수산화리튬수화물(particulate lithium hydroxide hydrate)의 탈수방법을 기술한다. 수산화리튬수화물 입자는 로터리 튜브의 일측으로 유입되어, 가열구역으로 공급되고, 100℃ 미만의 온도로 미리 가열된 불활성 건조 가스(inert drying gas)에 노출된다. 건조 가스는 가스 유입 튜브를 통하여 유입되고, 건조된 수산화리튬무수물은 로터리 튜브의 다른 말단에서 배출된다. 이러한 측으로부터, 가스 흡입 파이프가 반응영역 내로 돌출되고, 상기 파이프에 의해, 사용된, 가열된 건조 가스가 가열영역 외부로 배출된다. 가열된 건조 가스를 가열구역에 직접 유입하면 수증기-함유 가스의 응축을 방지하고, 역류할 수도 없다. 따라서, 수산화리튬이 로터리 튜브 상에 부착되어 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
CN 109 269 294는 장입(feeding) 및 비움(emptying)이 동일한 측에서 이루어지는 밀폐 로터리 킬른를 기술한다. 로터리 킬른은 스토브 파이프, 스토브 파이프 외벽에 배열되는 3개의 커버 및 지지 베어링(support bearing)으로 구성된다. 처리되는 재료는 킬른을 따라 축방향으로 분포된 튜브 번들(bundles)을 통하여 간접적으로, 가열된다. 폐가스는 가스 채널에 의해 킬른의 외부로 배출된다.
로터리 킬른에서 처리가스가 그레인에 작용하는 정도는 작동 시간 및 온도에 의존한다. 특히, 열염소화의 정제효과는 예를 들어, 염소-함유 가스 혼합물과 SiO2 그레인의 반응 지속시간 및 반응온도에 의존한다.
보다 높은 온도에서, 염소는 금속 불순물과 보다 빠르게 반응하며(abreacts), 그러므로, 보다 좋은 정제효과는 보다 높은 온도에서 예상된다. 그러나, 여러 가지 이유, 그 중에서도(inter alia), 고온에서, SiO2 그레인의 연화에 따라, 응집체가 형성되어 각각의 그레인 표면으로의 처리가스의 추가적인 진입을 방해하기 때문에, 온도 증가의 가능성은 제한된다. 이에 의해, 주로, 그레인의 표면에 작용하는 처리가스의 정제효과는 감소된다.
입자가 로터리 튜브의 충진량에 의존하는 경우, 평균 체류(residence) 시간: 충진량이 많을수록, 반응성 가스와의 접촉시간이 길어지고, 따라서, 정제결과는 보다 우수하다. 반대로(Vice versa), 동일한 체류 시간에서, 비교적 많은 충진량은 더 높은 처리량(throughput)을 허용한다. 더 긴 체류 시간은 튜브의 회전 속도를 감소시켜 달성할 수 있다. 그러나, 결과적으로, 내용물의 순환도 감소하고, 따라서, 반응성 가스와의 접촉도 감소한다.
처리가스 내 높은 비율의 폴스에어(false air)는 제어되지 않고, 바람직하지 않은 부반응을 야기할 수 있다. 규정되지 않고(undefined) 비효율적인 유로(flow paths)는 대부분의 처리가스가 이용되지 않은 채로 잔류하고, 중화에 의해, 복잡한 방식으로 폐기되어야 하는 것을 의미한다.
용해된 불순물은 로터리 튜브의 차가운 영역에서 응축되고, 시간 경과에 따라, 고체로 퇴적퇴적된다. 퇴적물이 처리되는 SiO2 그레인으로 낙하하는 경우, 석영 유리를 생산하기 위한 용융과 같은 추가적인 후속 공정에서 오류(errors) 또는 스크랩(scrap)의 원인이 된다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 로터리 킬른에서 무기의, 유동가능한 그레인, 특히, SiO2 그레인의 신뢰성 있고, 재현성 있는 열처리 방법, 구체적으로, 처리가스의 최소 및 효과적인 사용과 연계된 열염소화에 의한 정제를 가능하게 하는 방법을 구체화하는 것이다.
추가로, 본 발명의 목적은 방법을 수행하는데 적합하고, 신뢰성이 있으며, 로터리 킬른에 사용하기 위한 로터리 튜브를 제공하는 것이다.
방법과 관련하여, 이 목적은 초기(outset)에 언급된 유형의 방법으로부터 진행되는 본 발명에 따라 달성되며, 사용된 처리가스는 종축에 대해 회전하는 가스 안내 튜브에 의해 반응영역의 외부로 흡입된다.
로터리 튜브의 내부 보어(bore)에 의해 규정되는 처리챔버는 분리 부재에 의해, 예를 들어, 석영유리 플레이트에 의해다수의 구역(“챔버”로도 지칭됨)으로 분할된다. 구역은 주로 반응영역에서 발생하는 실제 고온-처리 전후 각각에서 그레인의 예열 및 냉각과 같이 상이한 기능을 위해 설계된다.
열처리 동안, 그레인에 대한 처리가스의 작용은 가능한 균일한 것이 바람직하다. 처리는 예를 들어, 무기 그레인, 특히, SiO2 그레인의 정제에 이용되며, 이 경우, 처리가스는 할로겐-함유 물질을 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 폐가스, 즉, 사용된 불순물이 섞인 처리가스가 처리될 그레인과 가능한 적게 접촉하게 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 사용된 처리가스는 튜브 종축에 대하여 회전하고, 로터리 튜브의 “흡입말단”에서 종결되는 가스 안내 튜브에 의해 반응구역 외부로 흡입된다. 이로 인해 다수의 장점이 발생한다:
· 가스 안내 튜브로 안내되는 사용된 처리 가스는 그레인으로부터 분리된다. 이와 관련하여, 가스 안내 튜브는 처리되는 입자로부터 분리된 사용된 처리가스의 재료 이송 경로를 제공한다.
· 로터리 튜브의 내부 직경보다 작은 가스 안내 튜브의 단면은 사용된 처리가스의 적어도 일부를 반응구역 외부로 효율적으로 흡입되도록 한다.
처리 챔버로부터, 불순물을 포함하는 사용된 처리 가스의 효과적인 제거는 처리 챔버 내의 냉점에서 응결 및 침전물 및 그레인과 관련된 파괴 및 불순물을 억제한다.
· 가장 간이하고 바람직한 경우, 로터리 튜브의 회전축 및 가스 안내 튜브의 튜브 종축은 동축으로 연장된다. 가스 안내 튜브는 로터리 튜브의 회전축에서 회전하는 것이 바람직하므로, 높은 온도에 따른 변형이 방지된다. 따라서, 반응구역 외부로 사용된 처리가스의 흡입의 유효성은 재현성이 있고, 예를 들어, 시간적으로(temporally) 대체로 일정하다.
사용된 가스는 유리하게는 회전식으로 고정된 흡입파이프에 의해 가스 안내 튜브의 외부로 흡입된다.
흡입파이프는 가스 안내 튜브에 연결되어 있지 않다. 상기 파이프는 예를 들어, 가스 안내 튜브 내부로 돌출되거나, 또는 비접촉 방식으로 가능한 타이트하게 (tightly) 인접한다. 로터리 킬른의 폐가스는 매우 뜨거우며, 이러한 관점에서, 열처리 가스의 제거를 위해 밀봉된 로터리 조인트(joint)을 달성하기 더욱 어렵게 한다. 흡입파이프는 가스 안내 튜브에 물리적으로 견고하게 연결되지 않기 때문에, 고정된 흡입파이프가 사용될 수 있고, 따라서, 로터리 조인트는 생략될 수 있다. 흡입파이프는 처리 가스의 재료 이송 경로의 말단에 위치한다. 추가적으로, 상기 파이프는 가스 매니폴드 바깥으로부터의 외부 공기가 추가적으로 흡입되어 냉각될 수 있다. 흡입된 처리가스 및 공정 중 흡입된 외부 공기는 더 이상 처리되는 그레인과 접촉하지 않는다.
특히, 바람직한 절차에서, 가스 안내 튜브 내부로 침투하는 흡입파이프가 사용된다.
로터리 튜브 내부 및 처리가스의 온도는 “흡입 말단”을 향하며 감소한다. 가스 안내 튜브 내부로 돌출된 흡입파이프 말단은 로터리 튜브 내부 위치로 이동될 수 있고, 응축 온도 이상의 온도가 여전히 우세하다(prevail). 효과적인 흡입 위치에서 온도는 응축온도보다 높기 때문에, 사용된 처리 가스가 냉각될 때, 흡입파이프 내에서 응축이 발생한다. 이곳에서 형성된 침전물은 그레인으로 투입될 수 없다. 흡입파이프는 침전물에 따라, 때때로 교체된다.
처리가스는 바람직하게는 그레인 유출구측에서 가스 안내 튜브 내로 유입되고, 그레인 이송 방향의 반대로 하나의 챔버로부터 다음 챔버로 수송되며, 여기서, 적어도 하나의 가스 유출구 개구를 통해, 가스 안내 튜브로부터, 반응구역으로 토출되고, 사용된 처리가스는 적어도 하나의 가스 유입구 개구를 통해, 반응구역으로부터, 가스 안내 튜브로 재투입된다.
그레인 이송방향에 대하여 반대흐름으로 처리가스를 처리챔버 내로 도입하는 것은 대체로 처리 준비된(ready-treated), 예를 들어, 대체로 정제된 SiO2 그레인이 프레쉬(fresh)하고 덜 함유된 처리가스만 접촉하게 한다.
가스 안내 튜브는 상대적으로 적은 폴스에어를 갖는 방식으로, 규정되고, 정확하게 표적화된 처리가스가 반응구역 내부로 도입되게 한다. 규정되지 않고, 비효율적인 흐름 경로는 대체로 방지된다. 폴스에어 도입과 함께 유입되고, 반응에 의해 생성된 불순물이 감소된다. 처리가스의 효과적인 사용은 재료 및 폐기 비용을 감소시킨다.
종축에 대한, 바람직하게는 로터리 튜브 회전축에 대한 가스 안내 튜브의 회전은 또한, 처리 챔버 내로 처리가스가 도입되는 지역의 변형을 방지하여, 반응구역 내부로 가스 도입 위치 및 그레인 상에서 처리 가스의 작용이 시간적으로 일정하며, 처리가스 및 그레인 사이의 재현성 있는 상호작용이 보장된다.
이 경우, 처리 가스의 흐름방향의 관점에서, 적어도 하나의 가스 유출구 개구는 반응구역의 시작점에 가능한 근접하여 위치하고, 적어도 하나의 가스 유입구 개구는 반응구역의 말단에 가능한 근접하여 위치한다.
가스 유출구 개구는 가스 안내 튜브의 전방 벽 개구로 설계될 수 있고, 가스 유입구 개구는 가스 안내 튜브의 후방 벽 개구로 설계될 수 있으며, 이 경우, 가스 안내 튜브는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 전방 및 후방 벽 사이의 길이에 걸쳐 폐쇄된다. 이 경우, 전체 처리 챔버를 통해 연장되는 가스 안내 튜브가 사용될 수 있고, 이의 종축은 로터리 튜브의 회전축에 대해 동축으로 연장된다.
반응구역에서, 무기 그레인을 통하여 프레쉬 처리가스의 강제적인 흐름을 가능한 효과적으로 하는 관점에서, 전방 벽 개구 및 후방 벽 개구는 가스안내 튜브 측면의 상이한 원주각(circumferential angles) 상에 있는 것이 유리하며, 대향하는 원주 측 위에 있는 것이 바람직하다.
그러나, 가스 안내 튜브가 분리된 길이의 파이프로 제조되는 경우, 가스 안내 튜브로부터, 처리가스의 방출을 가능한 완전하게 보장할 수 있으며, 여기서, 처리가스의 흐름 방향 관점에서, 전방 파이프 길이는 전방 분리부재에서 종결되거나 또는 그곳에서 반응구역 내로 약간 연장되고, 후방 파이프 길이는 후방 분리부재에서 종결되거나 또는 그곳에서 반응구역 내로 약간 연장된다. 이 경우, 가스 유출구 및 가스 유입구 개구는 원칙적으로, 단면 파이프 개구로 설계될 수 있으나, 반응챔버의 중심축으로부터 그레인의 방향으로 처리가스의 편향(deflection)을 강제하기 위해 파이프 길이의 파이프 벽에 개구가 존재하는 것이 바람직하다.
처리가스는 가스 유입구 개구를 통하여, 가스 안내 튜브로부터 반응챔버 내로 도입되고, 적어도 일부의 처리가스는 가스 유입구 개구를 통하여 가스 안내 튜브 내로 다시 흡입되며, 추가적으로 가스 안내 튜브 내로 수송된다. 이는 또한 로터리 튜브의 흡입 말단에서, 로터리 튜브 내부 보어의 가스 상에서 더 낮은 압력을 갖는 압력 구배에 기여한다. 압력 구배는 로터리 튜브 “흡입 말단”의 일측에서 사용된 처리 가스의 흡입에 따라, 또는 양측에서의 흡입에 따라 자동적으로 이루어지나, “흡입 말단”에서 더 높은 흡입용량을 가지며, 이는 로터리 튜브의 말단의 방향으로 처리가스 및 사용된 처리가스의 이송을 가져온다.
가스 안내 튜브는 바람직하게는 적어도 하나의 분리부재에 회전식으로 고정되고, 각각의 분리부재는 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 그레인을 이송하기 위한 이송 개구(transfer opening)를 포함한다.
분리부재는 로터리 튜브에 견고하게 연결되고, 함께 회전한다. 가스 안내 튜브는 적어도 하나의 분리부재와, 바람직하는 분리부재 모두와 견고하게 연결되어 있으므로, 로터리 튜브와 동시에 회전하며, 이를 위해 별도의 구동이 요구되지 않는다. 이송 개구는 각각의 경우마다, 2개의 인접한 처리 구역 사이에 통로를 형성하고, 그레인의 연속적인 이송 경로를 보장한다. 각각의 분리 부재는 하나의 이송 개구 또는 다수의 이송 개구를 포함할 수 있다. 분리 부재 상의 이송 개구의 위치 또는 분리 부재 상의 다수의 이송 개구의 위치 및 분포에 대한 설명은 생략한다.
이 경우, 분리부재는 로터리 튜브의 회전에 따라 그레인으로 낙하하고(plunges), 혼입된(entrained) 그레인을 공정 중에 이송 개구로 이송하는 적어도 하나 이상의 그레인 배플을 구비하는 것이 바람직하다.
그레인 배플은 흐르는 그레인을 향하는 분리부재의 측면에 위치한다. 로터리 튜브 회전의 결과로, 그레인 배플은 하나의 처리 구역으로부터 인접한 처리 구역으로 이송 개구를 통하여 그레인을 스쿱(scoop)한다. 상기 배플은 예를 들어, 이송 개구의 말단에서 종결하는 튜브 하프-쉘(tube half-shell) 또는 슈트(chute)로서 설계된다.
이러한 종류의 그레인 배플이 구비된 분리부재는 다수의 구역으로 처리 챔버를 분할하기 위해 사용될 뿐만 아니라, 추가로 회전축에 대한 로터리 튜브의 회전의 결과로서, 하나의 처리 구역으로부터 다음 처리 구역으로의 그레인을 이송하거나 또는 이를 용이하게 한다.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에서, 이러한 종류의 그레인 배플이 구비된 분리부재는 또한, 그레인 처리량을 조절하기 위해 이용된다. 로터리 튜브의 회전이 반대인 경우, 그래인 배플은 SiO2의 스쿱으로 작용하지 않고, 오히려 반대로, 이송 개구로부터 그레인을 밀어내어(push) 추가적인 그레인 이송이 정지될 수 있도록 하기 때문이다.
그레인 수송 방향의 관점에서, 전방 분리 부재는 그레인 유입구 측의 하류에 배치되고, 후방 분리 부재는 그레인 유출구 측의 상류에 배치되며, 전방 및/또는 후방 분리 부재가 불투명(opaque) 석영 유리로 형성되는 것이 유리하다는 것이 발견되었다.
불투명 석영 유리는 처리챔버로부터의 열 방사를 반사하고, 따라서, 그레인 유입구 및/또는 유출구 측을 반응구역의 열로부터 차단한다. 예를 들어, 후방 불투명 석영 유리 분리 부재는 그레인 유출구 측(처리 가스의 도입 측에 대응)을 열로부터 보호하고, 따라서, 처리 챔버에서 회전하는 가스 안내 튜브의 로터리 조인트를 가능하게 한다.
효과적인 열 차단의 관점에서, 로터리 튜브는 가열되지 않은 단면 단부(end-face end portions)를 포함하고, 전방 및 후방 분리 부재는 각각 가열되지 않은 단면 단부에 배치되는 변형된 방법이 유리하다.
이와 관련하여, 또한, 가스 안내 튜브는 그레인 유출구 측에서 로터리 튜브의 외부로 돌출되는 길이부를 포함하고, 적어도, 상기 길이부는 불투명 석영 유리로 제조되는 것이 유리하다는 것이 발견되었다.
불투명 석영 유리 길이부는 열 방사를 반사하고, 가스 안내 튜브의 벽에서 그레인 유출구 측 단면 말단으로의 전도를 감소시킨다. 이는 회전하는 가스 안내 튜브가 로터리 조인트를 통하여 처리챔버 내로 안내될 수 있게 하는데 기여하고, 따라서, 처리가스는 임의의 외부 공기없이 처리 챔버내로 도입될 수 있다.
로터리 튜브와 관련하여, 상술한 목적은 초기에 언급된 유형의 로터리 튜브로부터 비롯되어, 본 발명에 따라 달성되며, 가스 유출구는 종축에 대하여 회전하는 가스 안내 튜브를 포함한다.
로터리 튜브 내부 보어에 의해 규정되는 처리챔버는 분리 부재, 예를 들어, 석영 유리 플레이트에 의해 다수의 구역(“챔버”로도 지칭됨)으로 분할된다. 구역은 주로 반응영역에서 발생하는 실제 고온-처리 전후 각각에서 그레인의 예열 및 냉각과 같이 상이한 기능을 위해 설계된다.
사용된 처리 가스를 반응구역 외부로 흡입하기 위해, 본 발명에 따른 로터리 튜브는 튜브 종축에 대하여 회전 가능하고, 로터리 튜브의 “흡입말단”에서 종결되는 가스 안내 튜브를 포함한다. 이로 인해 다수의 장점이 발생한다:
· 가스 안내 튜브로 안내되는 사용된 처리 가스는 그레인으로부터 분리된다. 이와 관련하여, 가스 안내 튜브는 처리되는 그레인으로부터 분리된 사용된 처리가스의 재료 이송 경로를 제공한다.
· 로터리 튜브의 내부 직경보다 작은 가스 안내 튜브의 단면은 사용된 처리가스의 적어도 일부를 반응구역 외부로 효율적으로 흡입되도록 한다.
처리 챔버로부터, 불순물을 포함하는 사용된 처리 가스의 효과적인 제거는 처리 챔버 내의 냉점에서 응결 및 침전물 및 그레인과 관련된 파괴 및 불순물을 억제한다.
· 가장 간이하고 바람직한 경우, 로터리 튜브의 회전축 및 가스 안내 튜브의 튜브 종축은 동축으로 연장된다. 가스 안내 튜브는 로터리 튜브의 회전축에서 바람직하게 회전할 수 있으므로, 높은 온도에 따른 변형이 방지된다. 따라서, 반응구역 외부로 사용된 처리가스의 흡입의 유효성은 재현성이 있고, 예를 들어, 시간적으로 대체로 일정하다.
바람직하게는 가스 유출구는 비접촉 방식으로 가스 안내 튜브 내부로 돌출되거나 또는 직접적인 접촉없이 가스 안내 튜브에 인접하는 흡입파이프를 포함한다. 흡입 파이프는 가스 매니폴드의 외부로 사용된 처리가스를 흡입하는데 사용된다.
흡입파이프는 가스 안내 튜브에 견고하게 연결되어 있지 않으며; 예를 들어, 가스 안내 튜브 내부로 돌출되거나, 또는 비접촉 방식으로 가능한 타이트하게 (tightly) 인접한다. 흡입파이프는 회전하는 가스 안내 튜브에 물리적으로 접촉되지 않기 때문에, 회전식으로 고정된 흡입파이프가 사용될 수 있고, 따라서, 로터리 조인트는 생략될 수 있다.
이하에서 언급되는 본 발명에 따른 로터리 튜브의 유리한 구현예는 본 발명에 따른 방법의 표시(measure)에 상응한다. 이를 위해, 각각의 방법 표시에 대해서는 상기 설명을 참조한다.
바람직하게는 가스 유입구는 로터리 튜브의 그레인 유출구 말단에 위치하는 가스 안내 튜브의 가스 유입구 말단에 제공된다.
가스 안내 튜브는 유리하게는 가스 안내 튜브로부터 반응구역 내부로 처리가스를 제거하는 가스 유출구 개구 및 반응구역으로부터, 가스 안내 튜브 내부로 처리 가스를 도입하는 적어도 하나의 가스 유입구 개구를 포함할 수 있고, 여기서, 가스 안내 튜브 내부 보어는 바람직하게는, 가스 유출구 개구 및 가스 유입구 개구 사이에서 적어도 부분적으로 폐쇄된다.
가스 안내 튜브가 적어도 하나의 분리부재에 회전식으로 고정되는 것이 편리하다는 것이 발견되었으며, 여기서, 분리부재 각각은 그레인이 통과하고, 개구를 통하여 가스 안내 튜브가 연장되도록 이송 개구를 포함하며, 분리부재는 로터리 튜브의 회전에 따라 그레인으로 낙하하고, 혼입된 그레인을 공정 중에 이송 개구로 이송하도록 설계된 그레인 배플을 구비한다.
또한, 그레인 이송 방향에 대하여, 전방 분리 부재는 그레인 유입구 측의 하류에 배치되고, 후방 분리 부재는 그레인 유출구 측의 상류에 배치되는 것이 편리하다는 것이 발견되었으며, 여기서, 전방 및/또는 후방 분리 부재는 불투명 석영 유리로 제조된다.
이와 관련하여, 로터리 튜브는 바람직하게는 가열되지 않은 단면 단부를 포함하는 것이 편리하다는 것이 발견되었으며, 여기서 전방 및 후방 분리 부재는 각각 가열되지 않은 단면 단부에 배치된다.
로터리 튜브의 바람직한 구현예에서, 가스 안내 튜브는 그레인 유출구 측에서 로터리 튜브의 외부로 돌출되는 길이부를 포함하고, 여기서, 적어도, 상기 길이부는 불투명 석영 유리로 제조된다.
실시예
본 발명은 바람직한 구현예 및 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다. 상세하게, 개략도에서:
도 1은 본 발명에 따라, 석영 유리로 구성되는 로터리 튜브가 형성된 처리챔버를 포함하는 로터리 킬른의 3차원 뷰(view)이고,
도 2는 도 1에 있어서, 처리챔버를 분할하는 분리 부재의 확대 뷰이다.
도 1에 개략적으로 도시된 로터리 킬른(1)은 수평면(3)에 대해 약간 경사지게 연장되는(약 4도의 경사각) 회전축(21)에 대하여 회전가능한 석영 유리로 제조된 로터리 튜브(2)를 포함한다. 로터리 킬른(1)에서 처리되는 SiO2 그레인(5)은 블록 화살표(4)로 나타낸 충진 장치를 통하여, 상부 로터리 튜브 말단(22)(그레인 유입구 측)으로 공급된다. 방향 화살표(51)는 롤러 베어링(25)에 의해 로터리 킬른의 하우징의 외부로 안내하고, 처리된 SiO2 그레인 재료 제거장치(13)로 유도하는 하부 로터리 튜브 말단(23)까지, 처리 동안의 SiO2 그레인(5)의 이동 방향을 나타낸다.
로터리 튜브(2)의 내부 보어는 석영 유리 플레이트(6a, 6b, 6c)에 의해 4개의 채널, 구체적으로 재료 유입 챔버(A), 예열 챔버(B), 반응 챔버(C) 및 냉각 또는 탈착 챔버(D)로 분할된다. 석영 유리 플레이트(6a, 6b, 6c)는 로터리 튜브(2)의 내벽에 용접되고, 각각은 로터리 튜브 종축에 대해 동심이고(concentric), 석영 유리로 제조된 가스 안내 튜브(8)를 통해 안내되는 관통홀을 포함한다.
가스 안내 튜브(8)는 처리챔버(7) 내로 프레쉬한 처리가스의 공급 및 처리챔버(7)로부터, 사용된 처리가스(폐가스)의 제거에 이용된다. 상기 가이드 튜브는 처리챔버(7)의 모든 챔버(A~D)를 통하여 연장된다. 처리챔버(7)에서, 가스 안내 튜브(8)의 벽에는 다수의 벽 개구가 제공되며, 가스 안내 튜브(8)로부터 챔버(C) 내로 처리가스(11)가 배출되는 가스 유출구 개구(82) 및 처리챔버(C)로부터 가스 안내 튜브(8)로 사용된 처리가스가 재-유입되는 가스 유입구 개구(83)로 나뉘어진다. 가스 유출구 개구(82) 및 가스 유입구 개구(83) 사이에서, 가스 안내 튜브(8)는 폐쇄된다(폐쇄(81)). 처리챔버(C)에서 SiO2 그레인(5)를 통과하는 프레쉬한 처리 가스의 흐름을 향상시키기 위해, 가스 유출구 개구(82) 및 가스 유입구 개구(83)는 가스 안내 튜브(8)의 반대 원주 측상(도 1에 개략적으로 도시한 것과는 상이하게)에 위치한다.
가스 안내 튜브(8)는 석영 유리 플레이트(6)에 연결되며, 이와 같이, 회전축(로터리 튜브 종축(21))에 대해 회전가능하다. 가스 안내 튜브 종축, 로터리 튜브 종축(21) 및 회전축은 동축으로 연장된다.
유입되는 SiO2 그레인(5)과 대면하는 측에서, 각각의 석영 유리 플레이트(6a, 6b, 6c)는 튜브 하프-쉘(9)에 연결된다. 이는 도 1에 단순하게(merely) 나타나 있으며, 도 2에서 보다 명확하게 알 수 있다. 튜브 하프-쉘(9)의 하나의 자유-림(free limb)은 이송 개구(61)에서 종결되고, 나머지는 석영 유리 플레이트(6a, 6b, 6c)의 엣지에 근접하여 종결된다. 방향 화살표(29)를 참조하여 배열된 회전 방향으로 로터리 튜브가 회전하는 경우, 주위의 림은 SiO2 그레인(5) 충진물로 낙하하고, 추가로 회전시, 공정에 혼입된 SiO2 그레인(5)은 이송개구(61)로 스쿱하며, 그로부터 이송 방향 (5a)에서 하류에 배열된 챔버(B, C, D)에 도달한다. 이를 위해, 이송 개구(61)는 타원형 단면(oval cross section)을 갖고, 회전축(21)에 대해 비대칭적으로 연장되도록 설계된다.
로터리 튜브 (2)의 외부 측면에는 저항 가열 수단(도면에 도시되지 않음)이 제공된다. 석영 유리 플레이트(6a 및 6c)는 로터리 튜브(2)의 가열된 길이 부분의 외부에 위치하고, 열 방사를 반사하는 불투명 석영 유리로 구성된다.
가스 안내 튜브(8)의 하부 말단 또한 열 방사를 반사하는 불투명 석영 유리로 구성된다. 상기 말단은 로터리 조인트(29)을 통하여 로터리 킬른(1)의 외부로 안내되고, 처리가스를 공급하기 위한 배관(블록 화살표(11)로 표시)에 연결된다. 가스 안내 튜브(8) 내로 공급된 처리가스(11)는 그레인 이송 방향 (51)으로부터 반대 방향(11a)으로 처리챔버 (7)를 통해 흐른다.
이의 상부 말단에서, 사용된 처리가스는 가스 안내 튜브(8) 외부로 흡입된다. 이를 위해, 흡입 파이프(14)는 가스 안내 튜브(8)의 상부 말단으로 돌출된다. 블록 화살표(15)는 흡입파이프(14)와 흡입 유출구의 연결을 나타낸다. 흡입파이프(14)는 회전하지 않으며, 가스 안내 튜브(8)의 내벽과 물리적으로 접촉하지 않거나 대부분 접촉하지 않는다. 가스 안내 튜브(8)의 내부로 돌출하는 흡입파이프(14)의 말단은 처리챔버(B)의 위치 P2에서 종결되고, 여기서 흡입 및 사용된 처리가스는 처리가스의 불순물의 응축온도(TK)보다 높은 온도이다.
인서트를 포함하는 로터리 튜브(2)의 제작은 다음의 방법 단계를 포함한다:
· 석영 유리로 제조되고, 길이는 2500mm이며 내부 직경이 210mm인 로터리 튜브(2)를 제공하는 단계.
· 5mm의 플레이트 두께 및 외부 직경이 208mm인 불투명 석영 유리의 레이저 절단 원형 플레이트(6a 및 6c)를 제공하는 단계. 상기 플레이트(6a, 6c)는 각각 2개의 개구: 가스 안내 튜브(8)를 통하여 안내하기 위한 원형의 동심 관통-홀 및 SiO2 입자를 위해, 중심을 벗어난 타원형 이송개구(61)를 포함한다. 플레이트(6a, 6c)와 동일한 치수를 갖는 투명 석영 유리로 구성되는 레이저 절단 원형 플레이트 (6b)를 제공하는 단계.
· 외부 직경이 40mm이고 내부 직경이 32mm인 투명 석영 유리로 제조된 가스 안내 튜브(8)를 제공하는 단계. 석영 유리로 구성되고 길이가 50mm인 파이프 말단 피스(piece)를 단면에 용접하여, 전체 길이가 2700mm인 가스 안내 튜브(8)를 형성하는 단계.
· 석영 유리 튜브를 분할하여 베인 (9)을 제작하는 단계 및 석영 유리 플레이트(6a, 6b, 6c) 상에 베인(9)을 용접하는 단계.
· 가스 안내 튜브(8)의 벽에 가스 유입구 및 가스 배출구 개구(82; 83)를 레이저 절단하는 단계 및 가스 유입구 및 가스 배출구 개구(82; 83) 사이에 가스 안내 튜브 내부 보어를 폐쇄하기 위한 플러그(83)를 부착하는 단계.
· 유리 선반(lathe) 상에서, 가스 안내 튜브 (8)의 내부 보어에 석영 유리 플레이트(6a, 6b, 6c)를 용접하는 단계.
· 가스 안내 튜브(8)를 석영 유리 플레이트(6a, 6b, 6c)의 관통-홀에 연결하는 단계 및 이 그룹을 로터리 튜브(2)의 내부 보어에 삽입하는 단계 및 유리 선반 상에서, 석영 유리 플레이트를 국소적 가열에 의해 로터리 튜브 내부 벽에 용접하여 로터리 튜브 내부 보어의 직경을 감소시키는 단계.
본 발명에 따른 처리 방법의 구현예는 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 장치를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
8rpm으로 회전축(21)을 회전시키는 로터리 튜브(2)에 정제되는 비정질 SiO2 그레인(5)이 8kg/h의 공급 속도로 연속적으로 공급된다. 길이 방향에서, 로터리 튜브 (2)는 SiO2 그레인(5)의 특정한 안식각(angle of repose)으로 기울어지고, 그레인 충진물(5)의 대략적으로 균일한 두께가 길이에 걸쳐 발생하여, 그레인 유입구(22)로부터 그레인 유출구(23)까지 연속적으로 이동한다.
저항 가열 장치에 의해, 로터리 킬른(1)은 반응 챔버(C)의 영역에서 대략 1200℃의 최대 온도로 가열된다. 200 l/h의 부피 흐름에서 HCl, 염소 및 질소로 구성된 가스 혼합물 형태의 반응성 처리 가스(11)는 회전축(21)에 대하여 회전하고, 로터리 조인트(9)을 넘어 로터리 킬른(1)로부터 돌출된 가스 안내 튜브(8)의 말단으로 도입된다.
SiO2 그레인의 반대 흐름으로 유입되는 처리가스(11)는 빠르게 가열되고, 특히, 처리구역(C 및 B)에 분배되며, 사용된 처리가스(11)로서, 상부말단에서 흡입파이프(14)에 의해 가스 안내 튜브(8) 외부로 흡입된다.
도 1의 로터리 킬른(1) 위에, 처리가스(11)의 전형적인 온도(T) 및 압력 곡선(p)을 갖는 그래프를 도시한다. 위치 P2는 흡입파이프(14)에 의해 가스 안내 튜브(8)로부터 고온의 폐가스(사용된 처리 가스)가 제거되는 지점을 나타낸다. 여기에서 고온의 폐가스 및 흡입파이프(14)와 가스 안내 튜브(8)를 통하여 외부로부터 흡입되는 외부 공기가 혼합된다. 이는 처리가스에 대한 온도 곡선(T) 및 압력곡선 (p) 모두에서 도약(jump)를 야기한다. 위치 P1은 예열 챔버(B)의 시작 및 반사 석영 유리로 구성된 전방 석영 유리 플레이트(6a)의 위치를 나타낸다. 위치 P3은 반응 챔버(C)의 시작에 대응하고, 위치 P4는 반응 챔버(C)의 말단 및 반사 석영 유리로 구성된 후방 석영 유리 플레이트(6c)의 위치를 나타낸다. 위치 P5는 그레인 유출구에 대응한다. 가스상에서, 로터리 튜브(2)의 전체 길이에 걸쳐 압력 구배가 우세하며, 이 구배는 흡입 위치 P2로의 가스 수송을 가져오는 것을 알 수 있다. 위치 Prel=0에서, 처리가스는 외부에서 우세한 압력(대기압)에 대응하는 가스 압력을 갖는다.
· 회전 조인트(29)에 의해 밀봉된 회전하는 가스 가이드 튜브(8)를 통한 처리가스의 도입은 처리챔버(7) 내로 적은 외부 공기의 공급을 야기하고, 고온 구역에서 반응성 처리가스(11)의 보다 높은 농도에 기여한다. 이는 정제 결과를 개선하는 동시에 반응성 처리 가스를 절약하고 처리 비용을 절감할 수 있다.
· 위치 P2에서 여전히 고온인 처리가스(11)를 흡입하는 것은 상기 가스가 높은 농도의 용해된 이물질(foreign matter)을 가지며, 따라서 가스상에서 처리챔버로부터 제거되어야 함을 의미한다. 응축점 TK 이상의 온도에서, 위치 P2의 폐가스를 흡입하는 것은 추가로, 더 차가운 지점에서의 응축 및 처리 챔버(7) 내의 침전물을 방지할 수 있다.
· 로터리 킬른 내에서 회전하지 않는 흡입파이프(14)는 외부로부터 흡입되는 외부 공기에 의해 냉각되어, 열 변형의 위험을 감소시킨다.
· 회전 방향(24)을 반전시키면, SiO2 그레인의 추가적인 이송이 중단되므로, 배치 작업이 달성될 수 있고, 이는 특히, 처리량을 희생하여 집약적인 정제가 가능하다.
· 불투명 재료로부터, 주위의 석영 유리 플레이트(6a 및 6c)를 형성하면, 단면에서 로터리 킬른의 방사가 줄어들고, 밀봉된 로터리 조인트를 이용하여 회전하는 로터리 튜브(2)의 및 회전하는 가스 안내 튜브(8)의 밀봉을 향상시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 회전축(21)에 대하여 회전하고, 분리 부재(6a; 6b; 6c)에 의해, 적어도 하나의 반응구역(C)을 포함하는 다수의 처리 구역(A; B; C; D)으로 분할된 처리챔버(7)를 둘러싸는 가열식 로터리 튜브(2)에서, 유동가능한(pourable) 무기 그레인(5)을 처리하는 방법이며,
    상기 그레인(5)은 그레인 유입구 측(22)에서 처리챔버(7)로 공급되고, 그레인 유출구 측(23)을 향해 그레인 이송 방향(51)으로 이송되며, 공정 중에 처리가스(11)에 노출되고,
    사용된 처리가스(11)는 종축에 대하여 회전하는 가스 안내 튜브(8)에 의해 반응구역(C) 외부로 흡입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사용된 처리가스(11)는 회전식으로 고정된 흡입 파이프(14)에 의해 가스 안내 튜브(8)의 외부로 흡입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    가스 안내 튜브(8) 내로 돌출되는 흡입 파이프(14)가 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    처리가스(11)는 그레인 유출구측(23)에서 가스 안내 튜브(8) 내로 도입되고(introduced), 그레인 이송 방향(51)의 반대로 하나의 챔버(A; B; C; D)로부터 다음 챔버로 수송되며, 적어도 하나의 가스 유출구 개구(82)를 통해, 가스 안내 튜브(8)로부터, 반응구역(C)으로 토출되고, 사용된 처리가스(11)는 적어도 하나의 가스 유입구 개구(83)를 통해, 반응구역(C)으로부터, 가스 안내 튜브(8)로 재투입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    가스 안내 튜브(8)는 전방 벽 개구 (82) 및 후방 벽 개구(83) 사이에서, 적어도 부분적으로, 폐쇄되는 것(81)을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    가스 안내 튜브(8)는 적어도 하나의 분리부재(6a; 6b; 6c)에 회전식으로 고정되고, 분리부재(6a; 6b; 6c) 각각은 그레인(5)이 하나의 구역(A; B; C; D)으로부터, 다음 구역으로 통과하도록 이송 개구(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    분리부재(6a; 6b; 6c)는 로터리 튜브의 회전에 따라 그레인(5)으로 낙하하고, 혼입된 그레인을 공정 중에 이송 개구(61)로 이송하는 그레인 배플(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    그레인 이송 방향(51)에 대하여, 전방 분리 부재(6a)는 그레인 유입구측(22)의 하류에 배치되고, 후방 분리 부재(6c)는 그레인 유출구측(23)의 상류에 배치되며, 전방 분리 부재(6a) 및/또는 후방 분리 부재(6c)는 불투명 석영 유리로 제조되고, 상기 로터리 튜브(2)는 바람직하게는 가열되지 않은 단면 단부를 포함하고, 전방 분리 부재(6a) 및 후방 분리 부재(6c)는 각각 가열되지 않은 단면 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    가스 안내 튜브(8)는 그레인 유출구측(23)에서 로터리 튜브(2)의 외부로 돌출되는 길이부를 포함하고, 적어도, 상기 길이부는 불투명 석영 유리로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 유동가능한 무기 그레인(5)을 처리하는 로터리 튜브(2)이며,
    상기 튜브는 수평면(3)에 대해 경사진 회전축(21)에 대하여 회전가능하고, 상기 튜브는 그레인(5)을 수용하는 처리챔버(7)를 둘러싸며, 상기 챔버는 분리 부재(6a; 6b; 6c)에 의해 적어도 하나의 반응구역(C)을 포함하는 다수의 처리 구역(A; B; C; D)으로 분할되고, 처리챔버(7) 내로 그레인(5)을 도입하는 그레인 유입구측(22), 및 처리챔버(7)로부터 그레인(5)을 배출하는 그레인 유출구측(23), 및 반응구역(C) 내로 처리가스(11)을 도입하는 가스 유입구, 및 처리챔버(7)로부터 사용된 처리가스(11)를 제거하는 가스 유출구를 포함하고, 가스 유출구는 종축에 대해 회전하는 가스 안내 튜브(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 튜브.
  11. 제10항에 있어서,
    가스 유출구는 가스 안내 튜브(8) 내로 돌출되거나, 또는 직접적인 접촉 없이 가스 안내 튜브(8)에 인접하는 흡입 파이프(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 튜브.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    가스 안내 튜브(8)는 로터리 튜브의 회전축(21)에 동축적으로 연장되는 튜브 종축을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 튜브.
  13. 제10항 내지 제12항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    가스 유입구는 로터리 튜브(2)의 그레인 유출구 말단(23)에 위치하는 가스 안내 튜브(8)의 가스 유입구 말단에 제공되는 것을 특징으로 하는 로터리 튜브.
  14. 제10항 내지 제13항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    가스 안내 튜브(8)는 적어도 하나의 분리부재(6a; 6b; 6c)에 회전식으로 고정되고, 분리부재(6a; 6b; 6c) 각각은 그레인(5)이 통과하고, 개구를 통하여 가스 안내 튜브(8)가 연장되도록 이송 개구(61)를 포함하며, 분리부재(6a; 6b; 6c)는 로터리 튜브의 회전(24)에 따라 그레인(5)으로 낙하하고, 혼입된 그레인을 공정 중에 이송 개구(61)로 이송하도록 설계된 그레인 배플(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 로터리 튜브.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    그레인 이송 방향(51)에 대하여, 전방 분리 부재(6a)는 그레인 유입구측(22)의 하류에 배치되고, 후방 분리 부재(6c)는 그레인 유출구측(23)의 상류에 배치되며, 전방 분리 부재(6a) 및/또는 후방 분리 부재(6b)는 불투명 석영 유리로 제조되고, 상기 로터리 튜브(2)는 바람직하게는 가열되지 않은 단면 단부를 포함하고, 전방 분리 부재(6a) 및 후방 분리 부재(6b)는 각각 가열되지 않은 단면 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 튜브.
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