KR830000186B1 - 비철 금속의 정련을 위한 로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

비철 금속의 정련을 위한 로

제1도는 본 발명에 따른 정련로의 측면도이다.

제2도는 정련로의 단면도이다.

제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선을 잘라 나타나는 단면도이다.

본 발명은 비철금속의 정련을 위한 회전로에 관한 것이다. 특히 구리 같은 비철 금속의 정련을 위한 드럼(drum)형식의 로이다. 비철 금속 정련에 있어서 고온 정련 방법에 의해 용융금속으로부터 불순물을 제거하는 것이 보통인데 금속은 공기, 산소부화공기, 또는 산소에 의해 처리되어 산화되며 그리하여 불순물을 휘발시키거나 슬래그화시키고 용융금속장입물에 용해되는 금속산화물을 소량 형성한다.

금속산화물은 포올링(poling)이나 분말 혹은 액체 상태의 환원제 혹은 환원가스에 의해 환원된다.

두가지의 공정은 하나의 단위로 연속적으로 시행될 수 있으며, 정련 금속을 배취(batch)생산으로 할 수 있고 두개의 분리된 단위로 단속적으로 혹은 연속적으로 시행하여 그중 하나는 불순물의 산화를 하고 다른 하나는 환원 단계를 시행하는 것이다. 구리의 정련에 있어서 회전통로(rotary drum furnace)를 사용한다는 것이 알려져 있는데 이것에 용융 구리가 장입되며 격막(partition)에 의해 산화실과 환원실로 구분되며 슬래그를 제거할 수 있도록 되어 있으며 사이펀(siphon)은 산화실과 환원실로 분리시키도록 격막내에 혹은 겨막에 의해 형성된다.

슬래그는 로를 구성하는 드럼(drum)의 셸 또는 벽에 있는 슬래그 구멍을 통해 배출되며 정련된 구리는 로의 끝벽(end wall)에 있는 배출구를 통해 분리된 수집용기로 배출된다. 전술한 공정은 그것이 연속적으로 시행될 수 없다는 단점이 있다. 즉 수집용기가 다 채워지면 수집용기는 설치부분에서 분리되어 주조부분으로 옮기어져야 하기 때문이다. 결국 정련과정에서의 구리의 배출과 이에 따른 구리의 장입이 단속적으로 시행된다. 또 다른 단점은 이동을 쉽게 하기위해 작은 단위로 만들어야 하는데 이렇게 하면 긴 작업기간동안 생산되는 구리의 일정한 질이 얻어질 수 없다는 것이다.

본 발명의 목적은 지금까지 알려진 로의 결점을 배제한 비철금속용 개선된 정련로에 대한 것이며, 오랜기간동안 일정한 질의 비철금속을 생산하기 위한 것이다. 또한 일정한 질의 비철금속의 지속적 정련을 가능하게 하는 작업방식과 저 비용의 정련로에 관한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 용융구리 정련의 2단계와 또한 자리 이동을 하지 않으며 크기가 크고 단순한 설계의 개선된 구리 정련로이다.

이러한 목적을 수행하기 위해 전술한 정련로는 본 발명에 맞게끔 설계되는데 로의 실린더벽 또는 셸과 수평으로 되어 있는 축에 대해 회전할 수 있는 로 드럼을 포함하며 슬래그 제거 장치와 정련용융금속을 배출하는 장치를 가지고 있다.

로의 내부는 격막으로 나누어지며 이 격막의 한쪽에 있는 산화실과 반대편에 있는 환원실 사이를 연결하는 사이펀이 형성되어 있다. 본 발명에 따르면 로의 드럼으로 용융금속을 장입하기 위한 장치가 있으며 장입장치에 인접하여 로드럼에 형성된 산화실이 있고, 로 드럼의 벽이나 셸에 슬래그 제거장치가 있으며 이 산화실의 반대편에서 로 드럼내에 사이펀으로 형성되어 있는 수직 격막이 있으며 격막 아래드럼에 환원실이 있고 사이펀을 통해 산화실과 연결되며, 슬래그 배출장치와 같이 같은 쪽에 노벽이나 셸에 금속 채취장치가 있고, 용융금속 수준을 변화시키기 위해 축에 대해 로 드럼을 회전시키는 장치 그리고 로 드럼에서의 가스 배출을 위한 장치가 있다. 이 장치에서 금속 채취 장치와 슬래그 제거 장치는 로의 같은 쪽에 있다.

슬래그 제거 장치와 금속 채취 장치가 정련로의 벽 같은 쪽에 있으므로 산화 및 환원처리가 로 장입의 여러 정도에 따라 시행될 수 있고 넓은 범위로 장입이 변화될 수 있다.

따라서 정련로는 수집 용기로서 작용할 수 있고 장입과 채취의 속도차에 대한 완충 역할도 할 수 있다. 종래의 방법으로 얻지 못하는 정련된 질을 얻을 수 있게 된다. 예를들면 정련로가 슬래그 제거 장치와 금속 채취 장치를 올리도록 회전될 때로는 더 많이 금속으로 장입될 수 있고 또는 더 낮은 속도로 배출될수 있다. 반면에 슬래그 측정기와 채취 구멍을 낮추도록 로가 회전하면 장입속도 보다 더 높은 속도로 정련금속이 배출되고 일시적으로 금속의 장입을 중지하더라도 금속의 채취가 가능하다. 본 발명에 따른 정련로는 그 용량의 30%-100%정도 채워졌을 때도 조업이 가능하다.

또 다른 장점은 작은 정도의 장입에서도 정련 공정이 시작될 수 있다는 점이다. 즉 로의 장입 조업이 시작된 후 비교적 짧은 시간을 기다린 후부터는 조업이 가능한 것이다. 본 발명에 의한 정련로의 조업에 있어서 산화와 환원처리는 이미 알려진 바대로 행해진다. 예를 들면 산화는 공기, 산소부화공기, 혹은 상업적으로 순수한 산소의 처리에 의하며, 환원은 포올링제나 혹은 액체 환원제 혹은 일산화탄소, 개질되거나 개질되지 않은 하이드로 카본 가스와 같은 알려진 환원제(분말 혹은 액체상태의 환원제)에 의한다. 이러한 반응물질들은 여러줄로 배열된 노즐을 통해 장입되거나 랜스(lance)를 통해 장입되는데 노즐이나 랜스는 냉각수로 냉각시킬수도 있다.

본 발명의 특징에 따르면 배출상자를 포함하는 금속 채취 장치에 있는데 배출 상자는 로 드럼의 벽에 부착되어 노축의 오른쪽으로 연장되어 있다. 배출구멍과 연결될 수 있는 이 상자는 바닥에 플러그에 의해 닫혀진 출구가 있으며 구리나 비철금속이 배출되는 속도를 조절할 수 있는 밸브를 형성하고 있다.

또 다른 특징에 의하면 노축과 수직선과의 각도를 조절하는 기울림 장치가 제공되는 점이다. 이 각도가 90°가 되면 한쪽 끝 즉 환원대가 이 장치에 의해 상하 조절되어 슬래그 제거장치와 금속 채취 장치 위치를 적절하게 조절하며 작업조건에 따라 산화영역의 슬래그층 두께를 조절하게 된다.

또 다른 특징에 의하면 적어도 한개의 버너가 용융 금속이 들어오게 되는 입구의 반대쪽 로 드럼의 끝벽에 있다. 이 버너의 설치는 정련로에서의 적정온도의 조절을 가능케하며, 연료-공기 비를 변화시키므로써 산화 또는 환원 분위기의 조절을 가능케 해준다. 또 로 드럼의 같은 쪽 끝에 배출가스 개구와 용융금속 장입 장치를 마련하면 더욱 좋은데, 이 끝에 배출가스 개구를 마련하고 용융금속 장입 장치를 이 개구를 통해 산화영역으로 연장시키는 것이 더욱 좋다. 그리하여 배출가스의 열이 장입 용융 금속에 이동되어 더욱 효과적으로 이용할 수 있다. 본 발명의 정련로는 산화와 환원을 하는 모든 비철금속에 적용되며 특히 구리의 정련에 효과가 있다.

본 발명을 도면과 예에 의거하여 설명하므로써 보다 자세히 서술하고자 한다.

도면에서의 정련로는 로 드럼(1)을 포함하는데 로 드럼은 수평축을 포함하고 실린더 금속셸로 되어 있으며 내화재로 내장되어 있다. 내부에서 로는 수직 격막(4)에 의해 산화실(2)와 환원실(3)으로 나누어지며 격막(4)에 의해 형성되는 사이펀을 통해 연결이 되고 특히 구멍(4a)로 연결이 되고 있다.

제3도에서 산화실(2)와 연결되는 슬래그 제거 장치(5)는 로벽에 있는 창문을 포함하며 슬래그 측정기 측면에 있는 받침(6a)와 배출구(5)에 지지되어 있는 슬래그 측정기(6)이 마련되어 있다. 금속 채취장치(7)은, 환원실(3)에 있는 드럼(1)벽에 있고 드럼축에 수직으로 뻗어있는 배출상자를 포함하고 있다. 상자(8)은 아래로 열린 배출구멍(8a)가 마련되어 있으며 플러그(18)에 의해 닫힐 수 있고 드럼벽에 있는 채취구멍(7a)와 연결되어 있다. 또 다른 구멍(17)은 구멍(7a)수준에서 상자(8)에 마련된다. 구멍(17)은 플러그(도시안됨)에 의해 닫혀진다. 용융금속은 홈통(9)로 표시되는 공급수단에 의해 로에 장입되는데 홈통은 가스도관(10)과 연결된 배출가스용 배출구멍을 통해 뻗어 있다. 로드럼의 다른 끝에서 버너(1)는 앞에서 서술한 바대로 되어 있다. 로드럼의 다른 끝에서 버너(11)는 앞에서 서술한 바대로 되어 있다. 드럼(1)은 롤러(12)에 회전할 수 있게 지지된 지지링(13)이 있는데, 롤러는 드럼을 각을 주면서 변환시킬 수 있으며 금속 채취 수단과 슬래그 측정기의 위치를 바꿀 수 있다. 산화와 환원가스는 용융 수준 아래로 열려있는 노즐(14,15)에 의해 각각 실(2,3)에 있는 용융금속으로 들어간다.

제2도에서 화살표(16)에서와 같이 그리고 제3도에서 더욱 상세히 알 수 있는 바와 같이 로의 배출 끝을 올리거나 내리므로써 기울임을 할 수 있는데, 즉 수직면에 대해 노축을 회전시킬 수 있게 된다. 더욱 상세히 하면 이 끝에 있는 롤러(12)는 상하 작동 압력하의 유체로 충전된 실린더(16a)의 한쌍의피스톤(16b)로(16c)에서 접합되어 있는 지지 비임(12a)를 가지고 있다.

작동 과정에서 용융금속은 산화실(2)로 들어가며 슬래그 측정기에 의해 결정되는 수준에서 산화를 하게된다.

용융금속은 도입속도와 같은 속도로 벽(4)와 부분(4a)에 의해 형성된 사이펀을 통해 실(3)으로 들어가는데 여기에서 환원처리가 되고 용융금속이 채취된다. 제2도와 제3도를 비교해 볼 때 각 실의 용융 금속높이(h)는 그 축에 대해 로 드럼을 회전하므로써 조정되며 슬래그 측정기(6)과 채취구멍을 상하로 조절한다.

[실시예]

본 실시예에 사용되는 정련로(1)의 총길이는 9.50m이며 내경은 3.50m이다. 산화실(2)는 6.50m이며 환원실은 3.00m이다. 정련로(1)의 최근 장입정도는 250매트릭 톤(metric ton에 해당하며 끝벽의 중앙에 장치된 배기 가스 도관(10)에 의해 제한된다. 정련로(1)이 버너(11)에 의해 예열되고 조업에 들어갈때, 샤프트로(shaft furnace)에서 용융된 30매트릭 톤의 구리로 장입장치(9)를 통해 로에 장입된다. 슬래그 제거재치(5)가 비교적 낮은 위치에 오도록 로가 회전되었을 때 산화 처리 시작이 가능하며 로는 80매트릭톤의 재입을 포함한다. 이러한 산화처리에 있어서 시간당 200m³정도 공기가 노즐(14)를 통해 공급된다. 격막(4)의 장구를 통해 구리는 환원실(3)으로 흘러 들어가고 짧은 시간후에 실(3)에서 환원 과정이 가능하다. 환원 과정을 위해 시간당 600m³정도 메탄이 노즐(15)를 통해 공급된다.

증가되는 구리함량을 위해 정련로(1)을 회전시킨다. 동시에 슬래그 제거기(5)의 슬래그 측정기(6)을 넘쳐 흐르는 슬래그는 시간당 1000kg의 속도로 계속적으로 혹은 짧은 간격을 두고 제거한다. 양극의 주조는 정련로(1)이 250매트릭 톤의 구리로 채워질 때 시작한다. 이를 위해서 채취 수단(7)은 열리고 배출 상자(8)의 플러그(18)이 당겨진다. 시간당 50매트릭 톤이 될때까지 배출속도가 구리의 재입속도 보다 빠르다. 구리의 감소를 고려하면 슬래그는 슬래그 제거장치(5)를 통해 연속적으로 혹은 짧은 시간 간격으로 제거시키는 것이 가능해지도록 정련로(1)은 회전되어 진다. 6시간후에 로가 130매트릭 톱을 가질때 배출은 4시간 동안 단속된다. 이 시간 동안 정련로 속의 구리 양은 250매트릭 톤이 된다. 일정 조성의 구리가 일정속도로 장입되어지므로 산화실(2)와 환원실(3)으로 공급되는 가스를 일정한 속도로 공급하는 것도 가능하게 된다.

Claims (1)

1. 수평축과 한쌍의 축간격을 두고 끝을 가진 로 드럼(1); 내부를 환원실(3)과 산화실(2)로 나누며 용융금속 욕조 사이를 연결시키는 사이펀을 형성하는 격막(4); 축에 대해 드럼(1)을 회전시키는 장치; 용융금속을 산화살(2)로 도입시키는 장치; 산화제를 산화실(2)내의 용융금속으로 도입하고 환원제를 환원실(3)내로 용융금속을 도입시키는 장치; 슬래그를 배출하기 위해 산화실 부분에 있는 벽에 형성된슬래그 제거장치(5); 축에 대하여 슬래그 제거 장치(5)와 같이 드럼(1)의 같은 쪽 벽에 형성되고 슬래그 제거장치(5) 아래에 있는 환원실(3)과 연결되어 있는 금속 채취장치(7); 드럼(1)에서 가스를 배출시키는 장치로 구성된 용융 비철 금속의 정련을 위한 로.

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