KR100942471B1 - Liquid binder and manufacturing method of metallic briquette using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액상 바인더 및 이를 이용한 금속물질을 함유한 물질의 브리켓 제조방법에 관한 것으로, 금속과 반응하여 소정의 온도를 자체 발열시키는 특성을 갖는 액상의 바인더와 그 제조방법을 제공하고, 나아가 이러한 특성을 갖는 액상의 바인더를 이용하여 건조시간을 단축하는 것을 특징으로 한 금속성 브리켓의 제조방법을 제공한다. The present invention relates to a liquid binder and a method for manufacturing a briquette of a material containing a metal material using the same, to provide a liquid binder having a characteristic of self-heating a predetermined temperature by reacting with a metal, and furthermore, to provide such a method It provides a method for producing a metallic briquette, characterized in that to shorten the drying time by using a liquid binder having a.
액상바인더, 브리켓, 금속부산물, 발열 Liquid Binder, Briquette, Metal By-Product, Heat
Description
본 발명은 바인더 및 이를 이용한 금속성 브리켓의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 금속과 반응하여 소정의 온도를 자체 발열시키는 특성을 갖는 액상의 바인더를 이용하여 건조시간을 단축하는 것을 특징으로 한 금속성 브리켓의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a binder and a method for manufacturing a metallic briquette using the same, and more particularly, to shorten the drying time by using a liquid binder having a property of self-heating a predetermined temperature by reacting with a metal. It relates to a method for producing a metallic briquette.
제강 또는 제철분야나 금속 가공처리 또는 합금철 제조 과정에서 발생하는 분진 또는 미세입자 상태의 금속함유 물질 등의 부산물은 집진기 등에 의해 미분상태로 회수되고 있다. 이렇게 회수된 분진 또는 미세입자 상태의 금속함유 물질 등의 부산물은 금속분말을 75∼95중량% 정도 포함하고 있는 바, 금속원료로서 유효한 자원이 될 수 있다. By-products such as metal-containing substances in the form of dust or fine particles generated in the steelmaking or steelmaking field, metal processing or ferroalloy production are recovered in a fine state by a dust collector or the like. By-products such as metal-containing substances in the form of dust or fine particles recovered in this way contain about 75 to 95% by weight of metal powder, which can be an effective resource as a metal raw material.
하지만, 이러한 금속분말을 포함하는 부산물은 조그만 움직임에도 비산(飛散) 등이 발생하므로 운반, 저장 및 보관 등의 취급이 매우 불편한 실정이다. 따라 서 이러한 금속분말을 포함하는 부산물은 브리케트화(briquetting) 함으로써 그 취급이 용이하도록 한 상태로 변형한 후 제강, 제철용 원료로 재 사용되고 있다.However, by-products containing such metal powders are scattered even in small movements, so handling, storage, and storage are very inconvenient. Therefore, by-products containing such metal powders are transformed into briquetting to facilitate their handling, and then reused as raw materials for steelmaking and steelmaking.
이러한 미세입제 형태의 금속 함유 부산물의 브리케트화를 진행함에 있어서 통상적으로 사용되고 있는 것이 물유리라 칭해지는 액상의 규산소다이다. It is a liquid sodium silicate called water glass that is commonly used in advancing briquetting of such metal-containing by-products in the form of fine particles.
이러한 규산소다는 Na2O와 SiO2의 결합비율에 따라 소디움 메타실리카(sodium metasillica), 세스퀴 실리케이트(sesqui-sillicate), 오르소 실리케이트(ortho-sillicate) 등으로 불려지며, 현재 용도에 따라서 40여종 이상의 액상 규산소다가 상품화되어 시판되고 있다. 또한, 이러한 액상 규산소다는 점성질의 알칼리성을 나타내는 투명한 용액 상태이며, 한국공업규격(KS M 1415)에서 정하는 액상 규산소다의 몰비는 Na2O와 SiO2에 대하여 1 : 2.064 ~ 4.300으로 여러 가지 조성을 갖는다.These sodium silicates are called sodium metasillica, sesqui-sillicate, ortho-sillicate, etc., depending on the ratio of Na 2 O to SiO 2 , depending on the current application. More than a few kinds of liquid sodium silicate have been commercialized and marketed. In addition, the liquid sodium silicate is a viscous alkaline transparent solution, and the molar ratio of liquid sodium silicate as defined in Korean Industrial Standard (KS M 1415) is 1: 2.064 to 4.300 for Na 2 O and SiO 2 . Has a composition.
이러한 액상 규산소다는 고유의 접착력을 가지고 있어서 바인더로 이용되고 있는데, 제조공정 전, 후 및 사용 시에 공해를 유발시키지 않는다는 장점을 가지고 있어 환경 친화적인 면에서 각광을 받고 있다.This liquid sodium silicate is used as a binder because it has an inherent adhesive strength, and has been in the spotlight in terms of environmental friendliness because it has the advantage of not causing pollution before, during and after the manufacturing process.
하지만 전술한 액상의 규산소다를 상기 금속물질을 포함하는 미세입자 형태의 부산물에 섞어 소정의 부피를 갖는 형태로 브리켓팅화하는 과정에서 필연적으로 퍼니스(furnace), 오븐, 챔버 등의 열처리 장치 등을 통해 건조공정을 진행해야 하는 바, 상기 열처리 장치 등의 투자 비용이 증가로 인해 제조비용이 상승하며, 열처리 공정 없이 자연 건조를 실시하는 경우는 최소 24시간에서 48시간의 건조시간 이 요구되는 바, 제조 시간 지연으로 인해 생산성이 저하되고 있으며, 나아가 제조비용이 증가되는 문제가 발생하고 있다.However, in the process of briquetting the above-described liquid sodium silicate into the form having a predetermined volume by mixing the byproduct in the form of fine particles containing the metal material, it is inevitably provided through a heat treatment apparatus such as a furnace, an oven, a chamber, or the like. The drying process should be carried out, the manufacturing cost is increased due to the increased investment cost of the heat treatment device, etc., if the natural drying without the heat treatment process requires a drying time of at least 24 hours to 48 hours, manufacturing Due to time delay, productivity is lowered, and manufacturing costs are increased.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속 성분과 반응하여 자체 발열하는 특성을 갖는 바인더를 제공함으로써 열처리 장치없이 상온에서 2-6시간 정도의 건조시간만으로 완전 건조되는 금속물질 및 합금철을 포함하는 미세 입자 형태의 부산물을 이용한 금속성 브리켓의 제조가 가능하도록 하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, the present invention is to solve the above problems, by providing a binder having a self-heating property by reacting with the metal component and the metal material and alloy that is completely dried with only a drying time of about 2-6 hours at room temperature without a heat treatment device It is an object of the present invention to enable the production of metallic briquettes using byproducts in the form of fine particles containing iron.
또한, 발열 기능을 갖는 바인더를 이용하여 금속성 브리켓을 제조함으로써 열처리 장치 등의 설비 투자 비용을 저감하고 제조 시간을 단축하여 생산성을 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to manufacture a metallic briquette using a binder having a heat generating function to reduce equipment investment cost of a heat treatment apparatus and to improve productivity by shortening manufacturing time.
본 발명에 따른 액상 바인더는, 탄산나트륨(Na2CO3)과 규사(nSiO2, n은 상수)와 수산화나트륨(NaOH)과 질산(nHNO3, n은 상수)과 물(H2O)을 고온에서 융화시켜 제조되는 것으로 그 최종 결과물이 콜로이드 상태의 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수) 64.4중량% 내지 78.4중량%와, 이온화된 수산화나트륨(나트륨 이온(Na+)과 수산화이온(OH-)) 0.7중량% 내지 3.2중량%와 질산(nHNO3, n은 상수) 0.7중량% 내지 3.2중량% 및 잔량의 물(H2O)로 구성되며 금속분말과 반응하여 열을 발산하며 경화시키는 특성을 갖는 것이 특징이다. Liquid binder according to the present invention, sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and silica (nSiO 2, n is a constant), sodium hydroxide (NaOH), nitric acid (nHNO 3, n is a constant) and water (H 2 O) high temperature It is prepared by fusion at the end product is 64.4% to 78.4% by weight of colloidal sodium silicate (Na 2 O. nSiO 2, n is a constant), and ionized sodium hydroxide (sodium ion (Na + ) and hydroxide ion (OH -)) 0.7% to nHNO 3, 3.2% by weight of nitric acid (weight-n is configured as a constant) of 0.7% to 3.2% by weight and the remaining amount of water (H 2 O) and produce heat by reacting with the metal powder, It is characteristic that it has the characteristic to harden | cure.
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상기 금속분말과 반응하여 발산하는 열은 그 온도가 60℃ 내지 68℃인 것이 특징이다. Heat dissipated by reacting with the metal powder is characterized in that the temperature of 60 ℃ to 68 ℃.
본 발명에 따른 액상 바인더의 제조 방법은, 탄산나트륨(Na2CO3)과 규사(nSiO2, n은 상수)와 수산화나트륨(NaOH)과 질산(nHNO3, n은 상수)과 수증기(H2O↑)를 교반장치를 갖는 오토클레이브 내에 투입하는 단계와; 오토클레이브 내부 온도를 1300℃ 내지 1500℃로 가열하며 동시에 상기 투입된 상기 탄산나트륨(Na2CO3)과 규사(nSiO2, n은 상수)와 수산화나트륨(NaOH)과 질산(nHNO3, n은 상수)과 교반시킴으로써 용융시켜 화학반응을 발생시키는 단계와; 냉각시킴으로써 상기 화학반응에 의해 콜로이드 상태의 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수) 64.4중량% 내지 78.4중량%와, 이온화된 수산화나트륨(나트륨 이온(Na+)과 수산화이온(OH-)) 0.7중량% 내지 3.2중량%와, 질산(nHNO3, n은 상수) 0.7중량% 내지 3.2중량% 및 잔량의 물(H2O)로 구성되는 결과물을 생성시키는 단계를 포함한다. The method for preparing a liquid binder according to the present invention includes sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and silica sand (nSiO 2, n is a constant), sodium hydroxide (NaOH), nitric acid (nHNO 3, n is a constant) and water vapor (H 2 O ↑) into an autoclave with a stirring device; The temperature inside the autoclave is heated to 1300 ° C. to 1500 ° C. while the sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and silica sand (nSiO 2, n is a constant), sodium hydroxide (NaOH) and nitric acid (nHNO 3, n are constants). Melting by stirring to generate a chemical reaction; 64.4% by weight to 78.4% by weight of colloidal sodium silicate (Na 2 O.nSiO 2, n is a constant) by the chemical reaction by cooling, ionized sodium hydroxide (sodium ion (Na + ) and hydroxide ion (OH −) )) Producing a resultant consisting of 0.7% to 3.2% by weight, nitric acid (nHNO 3, n is a constant) 0.7% to 3.2% by weight and the balance of water (H 2 O).
본 발명에 따른 합금철 브리켓(briquette) 제조 방법은, 금속분말을 포함하는 금속부산물과 제 1 항 또는 제 3 항 기재에 따른 액상 바인더를 혼합하여 반죽 형태의 혼합물을 만드는 단계와; 상기 반죽 형태의 혼합물을 압축 성형하는 단계와; 상기 압축 성형된 혼합물이 그 내부에서 상기 질산과 상기 금속분말이 반응하여 열을 자연 발산시킴으로써 2시간 내지 5시간 내에 건조되는 단계를 포함한다. Method for producing a ferroalloy briquette according to the present invention comprises the steps of mixing the metal by-products including the metal powder and the liquid binder according to claim 1 to form a mixture in the form of dough; Compression molding the mixture in dough form; The compression-molded mixture is dried within 2 to 5 hours by reacting the nitric acid and the metal powder therein by spontaneously dissipating heat.
상기 압축 형성된 혼합물이 발산하는 열은 60℃ 내지 68℃인 것이 특징이다. The heat dissipated by the compression-formed mixture is characterized in that 60 ℃ to 68 ℃.
상기 금속분말은 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 것이 특징이다. The metal powder is made of one of iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), zinc (Zn), tin (Sn).
본 발명에 따른 액상 바인더를 이용하여 금속물질을 포함하는 미세입자 형태의 금속부산물을 특정 형태를 갖는 금속 브리켓으로 성형하면 별도의 열처리 장치 없이 상온에서 2-5시간 정도의 건조시간만을 필요로 하는 바, 설비 투자 비용을 절감하며 금속 브리켓의 제조 시간을 대폭 저감시키는 효과가 있다.When forming the metal by-products in the form of fine particles containing a metal material using a liquid binder according to the present invention into a metal briquette having a specific shape, it requires only about 2-5 hours of drying time at room temperature without a separate heat treatment device. In addition, it reduces the capital investment cost and greatly reduces the manufacturing time of metal briquettes.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 서술한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail, referring an accompanying drawing.
우선, 본 발명에 따른 합금철 성형을 위한 액상 바인더의 구성요소 및 그 제조 방법에 대해 설명한다.First, the components of the liquid binder for forming ferroalloy according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described.
본 발명에 따른 액상 바인더는 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수)과 수산화이온(OH-)과 나트륨이온(Na+)과 질산(nHNO3, n은 상수) 및 물(H2O)로 이루어지며, 상기 물(H2O)을 제외한 액상 바인더 내의 각 구성요소의 비율은 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수)이 92중량% 내지 98중량%, 질산(nHNO3, n은 상수)이 1중량 % 내지 4중량%, 이온화된 수산화나트륨(수산화이온(OH-)과 나트륨이온(Na+))이 1중량 % 내지 4중량% 가 되며, 이러한 4가지의 구성성분 및 물(H2O)을 포함하는 상기 액상 바인더의 총 질량을 100이라 할 때, 상기 물은 20 ~ 30의 질량이 되도록 구성된다.The liquid binder according to the present invention is sodium silicate (Na 2 O. nSiO 2 , n is a constant) and hydroxide ions (OH -) and sodium ion (Na +) and nitric acid (3 nHNO, n is a constant) and water (H 2 O), the ratio of each component in the liquid binder except the water (H 2 O) is sodium silicate (Na 2 O. nSiO 2 , n is a constant) from 92% to 98% by weight, nitric acid (nHNO 3 , n is a constant) of 1% to 4% by weight, and ionized sodium hydroxide (ions of hydroxy (OH − ) and sodium ions (Na + )) of 1% by weight to 4% by weight, and the four components and When the total mass of the liquid binder including water (H 2 O) is 100, the water is configured to have a mass of 20 to 30.
도 1은 본 발명에 따른 자체 발열 기능을 갖는 액상의 바인더의 제조 과정을 간략히 나타낸 도면이다.1 is a view briefly showing a manufacturing process of a liquid binder having a self-heating function according to the present invention.
도면을 참조하면, 전술한 구성을 갖는 액상 바인더의 제조에 있어서는, 우선, 수증기를 공급하는 보일러 등의 수증기 공급장치(103)와 연결되며, 교반장치(미도시)를 포함하는 오토클레이브(100) 내에 고체상태의 탄산나트륨(Na2CO3)과 규사(nSiO2, n은 상수)의 혼합물과 수산화나트륨(NaOH) 및 질산(nHNO3, n은 상수)을 넣 은 뒤, 상기 수증기 공급장치(103)로부터 수증기(106)를 공급하며 교반하며 상기 혼합물을 1300℃ 내지 1500℃로 가열한다.Referring to the drawings, in the manufacture of the liquid binder having the above-described configuration, first, the
이때, 상기 오토클레이브(100) 내에 혼합물은 상기 1300℃ 이상의 가열에 의해 완전히 용해되며, 이러한 상태에서 상기 용융된 물질을 냉각시키고, 상기 오토클레이브(100)와 연결된 수조(105)로 배출시킴으로써 본 발명에 따른 합금철 등의 금속물질과 혼합 시 자체 발열 기능을 갖는 액상의 바인더(108)를 완성하게 된다. At this time, the mixture in the
최종적으로 상기 오토클레이브(100)에서 수조(105)로 배출된 액상의 바인더(108)는 그 구성성분이 소량의 질산(nHNO3)과 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 액상의 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수)이 된다. 이때 상기 수산화나트륨(NaOH)은 이온화된 수산화나트륨(NaOH) 즉 나트륨 이온(Na+) 수산화 이온(OH-) 상태로 남아있게 된다.Finally, the
상기 수산화나트륨(NaOH)은 액상의 규산나트륨(Na2O.nSiO2)을 형성하는데 있어서 그 농도를 짙게하며, 상기 질산(nHNO3, n은 상수)은 Ph를 낮춤으로써 점성을 높게하는 역할을 한다.The sodium hydroxide (NaOH) to increase the concentration in forming a liquid sodium silicate (Na 2 O. nSiO 2 ), the nitric acid (nHNO 3 , n is a constant) and serves to increase viscosity by lowering Ph.
이러한 본 발명에 따른 발열 기능을 갖는 액상의 바인더 제조 과정을 반응식으로 표현하면 다음과 같다.The process of preparing a liquid binder having a heat generating function according to the present invention is expressed as follows.
Na2CO3 + nSiO2 + H2O + NaOH + nHNO3 Na 2 CO 3 + nSiO 2 + H 2 O + NaOH + nHNO 3
---> Na2O.nSiO2 + H2O + Na+ + OH- + nHNO3 + CO2↑ ---> 2 Na O.nSiO 2 + H 2 O + Na + + OH - + 3 + nHNO CO 2 ↑
반응식을 살펴보면 고체상태의 탄산나트륨(Na2CO3)과 규사(nSiO2, n은 상수)가 반응하여 결과물로써 이산화탄소(CO2)를 발생시키며 콜로이드 상태의 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수)을 형성하게 됨을 알 수 있다.Looking at the reaction scheme, solid sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and silica (nSiO 2 , n is a constant) and reacts to produce carbon dioxide (CO 2 ) as a colloidal sodium silicate (Na 2 O. nSiO 2 , n is a constant).
이러한 성분을 포함하는 액상의 바인더는 콜로이드 상태의 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수) 이외에 질산(nHNO3)을 더욱 포함하고 있는 바, 이러한 질산(nHNO3)과 금속물질 간에 반응에 의해 발열하는 특성을 갖는 것이 특징이다.The liquid binder containing these components is a colloidal sodium silicate (Na 2 O. nSiO 2 , n is characterized by having a property of constant) in addition to a bar, which further comprises a nitrate (nHNO 3), heat generation by a reaction between these nitrate (nHNO 3) and the metal material.
이때 상기 금속물질과 질산(nHNO3, n은 상수)이 반응하여 질산화금속물을 생성하면서 60℃ 내지 68℃의 반응열을 방출하게 되며, 이러한 발열반응은 서서히 1시간 내지 2시간 정도 진행되며, 이러한 발열반응에 의해 그 브리켓 내부의 수분이 빠르게 증발함으로써 건조시간을 저감시키게 된다.At this time, the metal material and nitric acid (nHNO 3 , n is a constant) reacts to produce a metal nitrate to release the heat of reaction of 60 ℃ to 68 ℃, this exothermic reaction proceeds slowly for about 1 hour to 2 hours, the moisture inside the briquettes by this exothermic reaction Rapid evaporation reduces the drying time.
한편, 질산과 반응하여 발열하는 금속으로는 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 주석(Sn) 등이 있다.On the other hand, metals that react with nitric acid to generate heat include iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), zinc (Zn), tin (Sn), and the like.
이중 일례로 철(Fe)을 함유한 미세입자 형태의 부산물에 본 발명에 따른 액상 바인더를 혼합하는 경우 반응식을 살펴보면,As one example, when the liquid binder according to the present invention is mixed with the byproduct in the form of fine particles containing iron (Fe),
Na2O.nSiO2 + H2O + Na+ + OH- + 2HNO3 + Fe Na 2 O.nSiO 2 + H 2 O + Na + + OH - + 2HNO 3 + Fe
--->Na2O.nSiO2 + H2O + Na+ + OH- + Fe(NO3)2 + H2↑ ---> Na 2 O.nSiO 2 + H 2 O + Na + + OH - + Fe (NO 3) 2 + H 2 ↑
으로 표현된다.It is expressed as
질산(HNO3)과 철(Fe)이 반응하여 질산화철(Fe(NO3)2)을 이루는 과정에서 수소(H2)를 발생시키며 발열반응이 일어나게 되며, 이러한 발열반응에 의해 60℃ 내지 68℃의 열을 방출하게 된다. In the process of forming nitric acid (HNO 3 ) and iron (Fe) to form iron nitrate (Fe (NO 3 ) 2 ), hydrogen (H 2 ) is generated and an exothermic reaction occurs. It will release the heat of ℃.
또 다른 일례로 구리(Cu)에 대해 반응식을 살펴보면, As another example, looking at the reaction scheme for copper (Cu),
Na2O.nSiO2 + H2O + Na+ + OH- + 4HNO3 + Cu Na 2 O.nSiO 2 + H 2 O + Na + + OH - + 4HNO 3 + Cu
--->Na2O.nSiO2 + 3H2O + Na+ + OH- + Cu(NO3)2 + 2NO2↑ ---> Na 2 O.nSiO 2 + 3H 2 O + Na + + OH - + Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 ↑
으로 표현된다.It is expressed as
질산(HNO3)과 구리(Cu)가 반응하여 물(H2O)과 이산화질소(NO2)를 발생시키며, 동시에 질산화구리(Cu(NO3)2)를 이루는 과정에서 발열반응이 발생되며, 60℃ 내지 68℃의 열을 방출하게 된다. Nitric acid (HNO 3 ) and copper (Cu) react to generate water (H 2 O) and nitrogen dioxide (NO 2 ), and at the same time exothermic reaction occurs in the process of forming copper nitride (Cu (NO 3 ) 2 ), It will release heat of 60 ℃ to 68 ℃.
또 다른 일례로 은(Ag)에 대해 반응식을 살펴보면, As another example, looking at the reaction for silver (Ag),
Na2O.nSiO2 + H2O + Na+ + OH- + 2HNO3 + Ag Na 2 O.nSiO 2 + H 2 O + Na + + OH - + 2HNO 3 + Ag
--->Na2O.nSiO2 + 2H2O + Na+ + OH- + AgNO3 + NO2↑ ---> Na 2 O.nSiO 2 + 2H 2 O + Na + + OH - + AgNO 3 + NO 2 ↑
질산(HNO3)과 은(Ag)이 반응하여 물(H2O)과 이산화질소(NO2)를 발생시키며 동시에 질산화은(AgNO3)을 이루는 과정에서 발열반응이 발생함으로써 60℃ 내지 68℃의 열을 방출하게 된다. Nitric acid (HNO 3 ) and silver (Ag) react to generate water (H 2 O) and nitrogen dioxide (NO 2 ) .At the same time, an exothermic reaction occurs in the process of forming silver nitrate (AgNO 3 ). Will emit.
이후에는 본 발명에 따른 금속물질과 반응하여 60℃ 내지 68℃의 열을 발생시키는 것을 특징으로 하는 액상의 바인더를 이용한 금속성 브리켓(briquette)의 제조 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a metallic briquette using a liquid binder, which generates heat of 60 ° C. to 68 ° C. by reacting with a metal material according to the present invention.
도 2a 및 도 2b 본 발명의 실시예에 따른 금속성 브리켓(briquette)의 제조방법을 나타내는 공정도이다. 2A and 2B are flowcharts illustrating a method of manufacturing a metallic briquette according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 2a에 도시한 바와 같이, 금속분말을 포함하는 제철, 제강 또는 합금철의 부산물(110)과 본 발명에 따른 액상 바인더(108)를 다수의 회전날개(122)를 구비한 회전봉(124)을 구비한 교반장치(120)에 넣고 교반시킴으로써 상기 금속성 부산물(110)과 상기 액상 바인더(108)가 잘 섞여 찰흙과 같이 특정 형태로 성형이 가능한 상태의 합금철 혼합물(130)을 이루도록 한다. First, as shown in FIG. 2A, a
이후, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 합금철 혼합물을 호퍼(hopper)(147)와, 상기 호퍼(hopper)(147)의 하부로 상기 합금철 혼합물(130)을 특정 형태 예를들어 구, 타원구, 다면체 형태를 갖는 오목부(140)를 가지며 서로 그 표면이 접촉하며 상기 오목부가 맞물려 회전하는 것을 특징으로 하는 한 쌍의 압착롤(145(145a, 145b))과, 상기 한 쌍의 압착롤(145) 하부로 다수의 보조 롤(137)에 의해 그 상부에 위치한 물체를 일방향으로 이동시키는 컨베이어(135)를 포함하는 브리켓팅 장치(150)에 투입한다. 이때 상기 브리켓팅 장치(150)의 호퍼(hopper)(147)는 그 형태가 투입과와 배출구로 이루어지며 투입구는 넓은 면적으로 그리고 배출구는 상기 한 쌍의 압착롤(145)의 서로 접촉하는 접촉부분의 중앙부에 대응하여 좁은 면적으로 가지며 구성됨으로써 상기 배출구를 통해 배출되는 합금철 혼합물(130)이 상기 한 쌍의 압착롤(145)을 잘 통과할 수 있도록 이루어지고 있다. Then, as shown in Figure 2b, the
한편, 상기 브리켓팅 장치(150)의 호퍼(hopper)(147)의 투입구를 통해 투입된 합금철 혼합물(130)은 배출구를 통해 상기 한 쌍의 압착롤(145)의 중앙부로 낙하되며 상기 한 쌍의 압착롤(145) 표면에 형성된 오목부(140)를 채우게 된다. 이때, 상기 한 쌍의 압착롤(145)이 서로 접촉하며 회전할 때 각각의 압착롤(145a, 145b) 표면에 형성된 오목부(140)가 교합되며, 상기 각각의 오목부(140)를 채운 합금철 혼합물(130)이 가압되며, 상기 한 쌍의 압착롤(145)의 접촉부분을 통과한 후 상기 오목부(140)가 교합함으로써 구, 타원구, 다면체, 원기둥 등의 형태로 성형된 합금철을 포함하는 금속성의 브리켓(briquette)(132)이 그 자체 무게에 의해 그 하부에 위치한 콘베이어(135)로 자유낙하 하게 된다. On the other hand, the
도면에서는 상기 한 쌍의 압착롤(145) 각각에 형성된 오목부(140)가 교합하며 회전하는 것을 보이고 있지만, 반드시 상기 오목부(140)가 교합할 필요는 없으며, 변형예로 일측의 압착롤만이 그 표면에 특정 형태를 갖는 오목부를 갖고 타측의 압착롤은 매끄러운 표면을 갖도록 상기 브리켓팅 장치가 구성될 수도 있다. 이 경우는 상기 오목부의 형태대로 반구, 반타원구, 반원통형 등의 형태를 갖는 상기 합금철 혼합물이 형성된다. Although the drawings show that the
한편, 상기 한 쌍의 압착롤(145)을 통과함으로써 성형된 브리켓(briquette)(132)은 수분을 포함하고 있는 바, 완전히 경화되지 않은 상태가 되지만, 상기 액상이 바인더(미도시)를 이루는 성분 중 규산나트륨(Na2O.nSiO2, n은 상수)은 접착제 역할을 하게 됨으로써 상기 특정 형태를 갖는 브리켓(briquette)(132)이 현재 성형된 특정 형태 일례로 도면에서는 타원구 구 형태를 유지하도록 하며, 상기 액상 바인더(미도시) 내의 질산(HNO3)과 상기 브리켓(briquette)(132) 내의 금속분말 또는 합금철이 반응하여 60℃ 내지 68℃의 열을 발산하기 시작한다.On the other hand, the
상기 브리켓(briquette)(132)의 발열은 상기 액상 바인더(미도시)와 상기 금속분말 또는 합금철 등의 금속 부산물을 교반장치(도 2a의 120) 내에서 섞는 단계에서부터 시작되지만, 상기 반구 형태를 갖는 브리켓(briquette)(132)으로 성형된 상태에서도 계속 지속된다.The exotherm of the
다음, 발열하는 브리켓(briquette)(130)은 상기 콘베이어(135)를 통해 자동적으로 일 방향으로 이동되며 박스 등의 저장 수단(160) 내부로 안치된다. 이후, 상기 저장 수단(160)에 안치된 상태로 상기 발열반응이 끝나는 시간인 2시간 내지 5시간 동안 상온에서 방지함으로써 완전 건조 및 경화된 상태의 금속성 브리켓(briquette)(132)으로 완성된다.Next, the
이러한 과정을 통해 완성되는 분말형태의 금속물질 또는 합금철을 포함하는 상기 금속성의 브리켓(briquette)(132)은 전술한 바, 자체 발열과정으로 통해 상온에서도 2시간 내지 5시간 내에 빠르게 건조되는 특성을 갖는 바, 완전 건조를 위한 오븐, 퍼니스(furnace) 등의 열처리 장치를 필요로 하지 않으며, 제조 시간을 단축할 수 있는 장점을 갖는다. The
도 1은 본 발명에 따른 액상 바인더를 제조하는 과정을 간략히 나타낸 도면.1 is a view briefly showing a process for producing a liquid binder according to the present invention.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 발열 특성을 갖는 액상 바인더를 이용한 금속성의 브리켓 제조 과정을 도시한 공정도.Figure 2a and 2b is a process chart showing a metallic briquette manufacturing process using a liquid binder having a heating property in accordance with the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
130 : 합금철 혼합물 132 : (성형된) 브리켓 130: ferroalloy mixture 132: (molded) briquette
135 : 콘베이어 137 : 보조 롤 135: conveyor 137: secondary roll
140 : 오목부 145(145a, 145b) : 한 쌍의 압착롤 140: recess 145 (145a, 145b): a pair of pressing rolls
147 : 호퍼 150 : 브리켓팅 장치 147: Hopper 150: Briquetting device
160 : 저장 수단 160: storage means
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