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KR102258741B1 - Metal fuel production method and composition thereof for hydrogen production - Google Patents

Metal fuel production method and composition thereof for hydrogen production Download PDF

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KR102258741B1
KR102258741B1 KR1020190174238A KR20190174238A KR102258741B1 KR 102258741 B1 KR102258741 B1 KR 102258741B1 KR 1020190174238 A KR1020190174238 A KR 1020190174238A KR 20190174238 A KR20190174238 A KR 20190174238A KR 102258741 B1 KR102258741 B1 KR 102258741B1
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fuel
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이영진
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주식회사 패트리온
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Abstract

The present invention relates to a metal fuel manufacturing method for hydrogen production and a composition thereof. According to characteristics thereof, in order to produce and use hydrogen as fuel for an engine, a generator or the like, aluminum metal including scraps is melted in a blast furnace and formed into an aluminum material through a mold, and then, the aluminum material along with magnesium is dissolved in a smelting furnace and iron and calcium are added separately or at the same time to form a small granular (or powdery) aluminum ball, and then, the small granular (or powdery) aluminum ball is inserted into a molding apparatus to be molded into globular metal fuel having a plurality of pores to be used as fuel for producing hydrogen gas. Since the globular metal fuel having a plurality of pores is formed and used as fuel for producing hydrogen gas, the present invention can bring about an effect of obviating the emission of carbon oxide as well as making maintenance costs significantly lower than fossil fuel.

Description

수소 생산을 위한 금속연료 제조방법 및 그 조성물{Metal fuel production method and composition thereof for hydrogen production}Metal fuel production method and composition thereof for hydrogen production

본 발명은 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법 및 그 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수소를 발생시켜 엔진 또는 발전기 등의 연료로 사용할 수 있도록 스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 용강로에서 녹여 주형을 통해 만들어진 알루미늄소재를 용해 및 성형에 의해 형성되는 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법 및 그 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a metal fuel for hydrogen production and a composition thereof, and more particularly, by melting aluminum metal including scrap in a molten steel furnace to generate hydrogen and use it as a fuel for an engine or a generator, etc. It relates to a method for manufacturing a metal fuel for hydrogen production formed by melting and molding an aluminum material made through a mold and a composition thereof.

최근 들어, 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 환경문제는 인류가 해결해야 할 가장 큰 과제 중 하나로, 특히 지구온난화에 대한 문제는 그 해결이 매우 시급한 과제이며, 지구온난화의 주원인으로는 이미 알려진 바와 같이, 화석연료의 사용에 따른 이산화탄소의 배출이다.Recently, the environmental problem that has become a global issue is one of the biggest problems that mankind must solve, and in particular, the problem of global warming is a very urgent task to solve, and as already known as the main cause of global warming, Carbon dioxide emissions from the use of fossil fuels.

이에 대한 해결 방안으로 수소가스를 이용하여 전기에너지를 생산하는 연료전지에 관한 연구 및 수소가스를 직접 내연기관의 연료로 사용하는 연구 등이 활발히 이루어지고 있다.As a solution to this problem, research on a fuel cell that produces electric energy using hydrogen gas and research on using hydrogen gas as a fuel for an internal combustion engine are being actively conducted.

특히, 수소가스를 에너지로 사용하는 경우, 화석연료의 연소과정에서 발생되는 유독성공해물질의 배출이 전혀 없으며, 이산화탄소의 배출량도 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.In particular, when hydrogen gas is used as energy, there is no emission of toxic and successful pollutants generated in the combustion process of fossil fuels, and there is an advantage in that the emission of carbon dioxide can also be drastically reduced.

이러한 장점에도 불구하고, 수소가스에너지의 이용에는 수소가스 생산 및 안정적인 수소 보관매체의 개발과 같은 파생 연구가 요구됨에 따라, 아직까지 상용화에는 한계가 있다. Despite these advantages, as the use of hydrogen gas energy requires derivative research such as hydrogen gas production and development of a stable hydrogen storage medium, there is still a limit to commercialization.

종래에 수소가스를 발생시키기 위해서는 물과 알루미늄의 방응에 의한 방법으로, 물 속에서 알루미늄을 절삭하여 알루미늄의 새로운 면이 생성되도록 하면서 물과 알루미늄을 반응시키는 방법이 일본 특허출원 공개공보 제2001-031401호에 공지되어 있다. Conventionally, in order to generate hydrogen gas, a method of reacting water and aluminum, and a method of reacting water and aluminum while cutting aluminum in water to produce a new surface of aluminum is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-031401 It is known in the

그러나 이 방법에 따르면, 알루미늄의 새로운 면과 미세 입자가 연속적으로 생성되기 때문에 물과 알루미늄의 반응 속도를 제어하는 것이 어려웠다. 또한, 가열이 외부로부터 수행되지 않는다면 반응속도가 불충분한 것은 물론 가열 제어의 문제도 발생된다.However, according to this method, it was difficult to control the reaction rate of water and aluminum because new faces and fine particles of aluminum were continuously generated. In addition, if heating is not performed from the outside, not only the reaction rate is insufficient, but also the problem of heating control arises.

또한, 물과 알루미늄을 반응시키기 위해서 알루미늄 분말과 보다 작은 이온화 경향을 가지는 금속 분말이 혼합되어 있는 분말에 물을 공급하는 방법이 일본 특허출원 공개공보 제2002-104801호에 공지되어 있다. In addition, a method of supplying water to a powder in which an aluminum powder and a metal powder having a smaller ionization tendency are mixed in order to react water with aluminum is known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-104801.

이 방법에서, 알루미늄 분말과 보다 작은 이온화 경향을 가지는 금속 분말을 혼합함으로써, 물과 알루미늄 반응의 외관 속도가 향상될 수 있다. In this method, by mixing the aluminum powder with the metal powder having a smaller ionization tendency, the apparent rate of the reaction of aluminum with water can be improved.

더구나, 상온에서 수소를 안정적으로 생성시킬 수 있는 수소 발생 조성물로서, 알루미늄 분말과 산화칼슘 분말로 이루어지되 알루미늄 분말과 산화칼슘 분말 합의 100중량% 당 알루미늄 분말의 비율이 85중량% 또는 그 이하인, 수소 발생 조성물이 일본 특허출원 공개공보 제2004-231466호에 공지되어 있다. 그리고, 알루미늄 분말로서, 50 내지 150㎛의 입자 크기 분포를 가지는 분말이 바람직하게 사용된다.Furthermore, as a hydrogen generating composition capable of stably generating hydrogen at room temperature, the ratio of aluminum powder per 100 wt% of the sum of aluminum powder and calcium oxide powder is 85 wt% or less, consisting of aluminum powder and calcium oxide powder, hydrogen A generating composition is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-231466. And, as the aluminum powder, a powder having a particle size distribution of 50 to 150 μm is preferably used.

그러나, 이 수소 발생 조성물에서, 산화칼슘의 함유량이 많기 때문에, 산화칼슘은 물과의 반응하여 수산화칼슘으로 변환되고, 생성된 칼슘 이온의 양이 증가된다. 따라서, 연료 전지에 공급될 수소 가스를 발생시키는 방법으로서 적절하지 않다. 즉, 발생된 칼슘 이온의 양이 증가되면, 생성된 수소 가스 내에 포함된 물 속에 많은 양의 이온이 포함되고, 수소 가스와 함께 칼슘 이온이 연료 전지의 고체 전해질에 도달하여 프로톤(proton) 전도 기능을 억제하는 문제점을 유발한다.However, in this hydrogen generating composition, since the content of calcium oxide is large, the calcium oxide reacts with water to be converted into calcium hydroxide, and the amount of produced calcium ions is increased. Therefore, it is not suitable as a method of generating hydrogen gas to be supplied to a fuel cell. That is, when the amount of generated calcium ions is increased, a large amount of ions are included in the water included in the generated hydrogen gas, and the calcium ions along with the hydrogen gas reach the solid electrolyte of the fuel cell, resulting in a proton conduction function. It causes problems in suppressing

다른 한편, 알루미늄을 주요 성분으로 함유하는 수소 발생 조성물에 있어서, 반응의 진행에 의해 산화알루미늄이 생성되면, 반응 생성물의 응집 및 고화(固化)가 용이하게 일어나고, 그 안에 알루미늄 입자들이 갇히게 되면서 반응 수율이 저하되는 것이 발견되었다. 그리고, 이러한 응집 및 고화 현상은 알루미늄 입자의 입자 직경이 더욱 작아지는 문제점이 있다. On the other hand, in the hydrogen generating composition containing aluminum as a main component, when aluminum oxide is produced by the progress of the reaction, aggregation and solidification of the reaction product easily occurs, and the aluminum particles are trapped therein, and the reaction yield It was found that this decrease. In addition, such aggregation and solidification has a problem in that the particle diameter of the aluminum particles becomes smaller.

상기한 문제점을 해결하기 위한 선행문헌으로 대한민국 공개특허공보 제2007-0050479호(2007. 05.15. 공개)는 40㎛ 또는 그 미만의 평균 입자 직경을 가지는 알루미늄 입자, 상기 알루미늄 입자 100중량부에 대해 01 내지 10 중량부의 알카리 토류 금속의 산화물 및 상기 알루미늄 입자 100중량부에 대해 01 내지 30 중량부의 응집 억제 입자를 포함하는 것을 특징으로 하며, 알루미늄 입자의 입자 직경을 감소시키고, 응집억제 입자를 첨가함으로써, 산화 칼슘의 양이 감소되는 경우에도 충분한 반응 수율을 획득할 수 있고, 수소 가스 내에 함유된 칼슘 이온의 농도가 감소되는 효과가 있다.As a prior document for solving the above problems, Korean Patent Application Laid-Open No. 2007-0050479 (published on May 15, 2007) discloses aluminum particles having an average particle diameter of 40 μm or less, 01 for 100 parts by weight of the aluminum particles. to 10 parts by weight of an alkaline earth metal oxide and 01 to 30 parts by weight of agglomeration inhibiting particles based on 100 parts by weight of the aluminum particles, by reducing the particle diameter of the aluminum particles and adding the agglomeration inhibiting particles, A sufficient reaction yield can be obtained even when the amount of calcium oxide is reduced, and there is an effect that the concentration of calcium ions contained in the hydrogen gas is reduced.

그러나 상기 칼슘 이온의 감소로 인하여 물속에 포한됨 수소이온의 응집이 용이하지 못하고, 그로 인하여 수소가스의 발생이 칼슘을 넣었을 때보다 현저하게 낮아짐으로 수소가스 발생의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. However, due to the reduction of the calcium ions, the aggregation of the hydrogen ions contained in the water is not easy, and therefore the generation of hydrogen gas is significantly lower than when calcium is added, so there is a problem in the efficiency of generating hydrogen gas.

대한민국 공개특허공보 제2007-0050479호(2007. 05.15. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2007-0050479 (published on May 15, 2007)

상기한 문제점을 해결하기 위한 위하여 본 발명은 수소를 발생시켜 엔진 또는 발전기 등의 연료로 사용할 수 있도록 스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 용강로에서 녹여 주형을 통해 알루미늄소재를 만들고, 알루미늄소재와 마그네슘을 함께 용해로에서 용해하면서 철 또는 칼슘을 각각 넣거나 또는 이들 모두를 넣어 작은 알갱이(또는 분말)로 형태의 알루미늄볼을 형성하고, 작은 알갱이(또는 분말)로 형태의 알루미늄볼을 성형장치에 넣어 다수의 기공이 형성된 구형의 금속연료로 성형하여 수소가스를 발생시키는 연료로 사용할 수 있도록 한 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법 및 그 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention produces an aluminum material through a mold by melting aluminum metal including scrap in a molten steel furnace so that hydrogen can be generated and used as fuel for engines or generators, and the aluminum material and While magnesium is melted together in a melting furnace, each or both of iron or calcium is added to form aluminum balls in the form of small grains (or powder), and aluminum balls in the form of small grains (or powder) are put into a molding device to form a large number An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metal fuel for hydrogen production and a composition thereof, which is molded into a spherical metal fuel having pores formed therein and can be used as a fuel for generating hydrogen gas.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, The present invention is a means for achieving the above object,

스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 용강로에서 녹여 주형에 넣어 알루미늄소재를 구성하는 잉곳단계와; 알루미늄소재와 마그네슘을 용해로에 넣고 용해한 후 용해물의 온도를 유지하는 유지로로 이동시켜 저장하며, 알루미늄볼 제조시 볼제조로로 이동시키는 용해단계와; 볼제조로를 통해 도가니로 공급되는 용해물이 분사노즐을 통해 분사되면서 질소분사부재에서 분사되는 질소에 의해 냉각이 이루어지면서 공압노즐에서 분사되는 산소에 의해 퍼지면서 냉각이 이루어져 알루미늄볼을 형성하는 알루미늄볼형성단계와; 알루미늄볼을 뭉쳐서 금속연료를 성형하는 금속연료성형단계와; 금속연료성형단계에서 성형된 금속연료를 저장하는 저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법을 제공한다. An ingot step of melting aluminum metal including scrap in a molten steel furnace and putting it into a mold to form an aluminum material; A melting step of putting aluminum material and magnesium in a melting furnace and dissolving it, moving it to a holding furnace that maintains the temperature of the melt, and moving it to a ball production furnace when manufacturing aluminum balls; As the melt supplied to the crucible through the ball-making furnace is sprayed through the spray nozzle, cooling is made by the nitrogen sprayed from the nitrogen spraying member, and the cooling is performed by spreading by the oxygen sprayed from the pneumatic nozzle. Aluminum forming aluminum balls ball forming step; A metal fuel forming step of forming a metal fuel by agglomeration of aluminum balls; It provides a metal fuel manufacturing method for hydrogen production comprising a; a storage step of storing the metal fuel formed in the metal fuel forming step.

본 발명의 알루미늄볼형성단계는, 도가니로 공급된 용해물을 분사노즐에서 분사하는 단계와; 분사노즐에서 분사되는 용해물을 질소분사부재의 질소가스와 공압노즐에서 분사되는 산소에 의해 작은 알갱이(또는 분말) 형태의 알루미늄볼로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The aluminum ball forming step of the present invention comprises: spraying the melt supplied to the crucible from the spray nozzle; and forming the melt sprayed from the spray nozzle into aluminum balls in the form of small granules (or powder) by nitrogen gas of the nitrogen spray member and oxygen sprayed from the pneumatic nozzle.

본 발명의 분사노즐은, 질소분사부재의 상방향으로 3cm 이격되게 설치되어 용해물을 분사하는 것을 특징으로 한다.The injection nozzle of the present invention is installed to be spaced 3 cm apart in the upper direction of the nitrogen injection member, characterized in that to spray the melt.

본 발명의 질소분사부재는, 원형, 사각형, 오각형, 육각형 중 어느 한 형상으로 분사몸체가 이루어져 중앙 내측에 단일의 분사구가 형성되어 질소가스가 분사몸체의 수평방향으로 분사되는 것을 특징으로 한다. The nitrogen injection member of the present invention is characterized in that the injection body is formed in any one shape of a circle, a rectangle, a pentagon, and a hexagon, a single injection hole is formed inside the center, and the nitrogen gas is injected in the horizontal direction of the injection body.

본 발명의 공압노즐은, 질소분사부재의 하방향으로 3cm 이격되게 설치되어 질소와 함께 산소에 의해 알루미늄볼을 형성하는 것을 특징으로 한다. The pneumatic nozzle of the present invention is installed to be spaced 3cm apart in the downward direction of the nitrogen injection member, and is characterized in that the aluminum ball is formed by oxygen together with nitrogen.

본 발명의 금속연료성형단계는, 작은 알갱이의 알루미늄볼이 서로 뭉쳐지도록 회전이 가능한 원형케이스 내측에 투입하는 단계와; 알루미늄볼과 알루미늄볼이 서로 뭉쳐지면서 기공이 형성되도록 용해물을 분사노즐로 분사하는 단계와; 분사노즐에서 분사되는 용해물이 질소분사부재를 통과하면서 알루미늄볼로 접촉되고, 원형케이스이 회전에 의해 구형상으로 뭉쳐지는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The metal fuel forming step of the present invention includes the steps of: inserting small aluminum balls into a rotatable circular case so that they are agglomerated; spraying the melt with a spray nozzle so that the aluminum ball and the aluminum ball are agglomerated and pores are formed; The melt sprayed from the spray nozzle is brought into contact with the aluminum ball while passing through the nitrogen spraying member, and the circular case is rotated to form a spherical shape.

본 발명의 금속연료는, 알루미늄 97wt.%, 마그네슘 3wt.%인 것을 특징으로 한다. The metal fuel of the present invention is characterized in that 97 wt.% of aluminum and 3 wt.% of magnesium.

본 발명의 금속연료는, 알루미늄 94wt.%, 마그네슘 3wt.%, 철 3wt.%인 것을 특징으로 한다.The metal fuel of the present invention is characterized in that aluminum 94wt.%, magnesium 3wt.%, iron 3wt.%.

본 발명의 금속연료는, 알루미늄 91wt.%, 마그네슘 3wt.%, 철 3wt.%, 칼슘 3wt.%인 것을 특징으로 한다.The metal fuel of the present invention is characterized in that aluminum 91wt.%, magnesium 3wt.%, iron 3wt.%, calcium 3wt.%.

본 발명은 수소를 발생시켜 엔진 또는 발전기 등의 연료로 사용할 수 있도록 스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 용강로에서 녹여 주형을 통해 알루미늄소재를 만들고, 알루미늄소재와 마그네슘을 함께 용해로에서 용해하면서 철 또는 칼슘을 각각 넣거나 또는 이들 모두를 넣어 작은 알갱이(또는 분말)로 형태의 알루미늄볼을 형성하고, 작은 알갱이(또는 분말)로 형태의 알루미늄볼을 성형장치에 넣어 다수의 기공이 형성된 구형의 금속연료로 성형하여 수소가스를 발생시키는 연료로 사용할 수 있도록 함으로서 산화탄소의 배출이 없는 것은 물론 화석연료에 비해 유지비용이 현전히 낮아지는 효과가 있다. The present invention produces an aluminum material through a mold by melting aluminum metal containing scrap in a molten steel furnace so that hydrogen can be generated and used as a fuel for an engine or generator, and the aluminum material and magnesium are melted together in a melting furnace to provide iron Alternatively, each or all of calcium is added to form an aluminum ball in the form of small grains (or powder), and the aluminum ball in the form of small grains (or powder) is put into a molding device to form a spherical metal fuel with a large number of pores As it is molded into a furnace and used as a fuel to generate hydrogen gas, there is no carbon oxide emission, and the maintenance cost is significantly lower than that of fossil fuels.

또한, 본 발명은 수소가스를 생산할 때 발생되는 수산화알미늄 및 폐수원액을 재활용 함으로서 자연환경을 오염시키지 않는 친환경적인 연료를 공급하는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of supplying an eco-friendly fuel that does not pollute the natural environment by recycling the aluminum hydroxide and wastewater undiluted solution generated when producing hydrogen gas.

도 1은 본 발명의 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법의 단계를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 용해단계를 통해 알루미늄소재가 용해되는 과정을 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 알루미늄볼형성단계를 통해 알루미늄볼이 형성되는 과정을 나타낸 도면.
도 4은 도 2의 알루미늄볼을 형성하기 위한 성형장치의 실시예를 나타낸 도면.
도 5는 도 1의 금속연료성형단계를 통해 금속연료를 성형하는 단계를 나타낸 도면.
도 6은 도 6의 금속연료성형단계를 통해 금속연료를 성형하는 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 도 5의 금속연료성형단계를 통해 성형되는 금속연료를 나타낸 도면.
도 8은 도 5의 금속연료성형단계를 통해 성형되는 금속연료의 다른 실시에를 나타낸 도면.1 is a view showing the steps of the metal fuel manufacturing method for hydrogen production of the present invention.
Figure 2 is a view showing the process of dissolving the aluminum material through the melting step shown in Figure 1;
3 is a view showing a process of forming an aluminum ball through the aluminum ball forming step of FIG.
Figure 4 is a view showing an embodiment of the molding apparatus for forming the aluminum ball of Figure 2;
Figure 5 is a view showing the step of forming the metal fuel through the metal fuel forming step of Figure 1;
6 is a view showing another embodiment of forming a metal fuel through the metal fuel forming step of FIG.
7 is a view showing a metal fuel formed through the metal fuel forming step of FIG.
8 is a view showing another embodiment of the metal fuel formed through the metal fuel forming step of FIG.

이하, 본 발명에 의한 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법 및 그 조성물의 구성을 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a metal fuel for hydrogen production according to the present invention and a configuration of a composition thereof will be described.

본 발명의 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법은 수소를 발생시켜 엔진 또는 발전기 등의 연료로 사용할 수 있도록 스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 녹여 용강로에서 녹여 주형을 통해 알루미늄소재를 만들고, 알루미늄소재와 마그네슘을 함께 용해로에서 용해(熔解)하면서 철 또는 칼슘을 각각 넣거나 또는 이들 모두를 넣어 작은 알갱이(또는 분말)로 형태의 알루미늄볼(60)을 형성하고, 작은 알갱이(또는 분말)로 형태의 알루미늄볼(60)을 성형장치에 넣어 다수의 기공이 형성된 구형의 금속연료(70)로 성형하여 수소가스를 발생시키는 연료로 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. The metal fuel manufacturing method for hydrogen production of the present invention generates hydrogen and melts aluminum metal including scrap so that it can be used as fuel for engines or generators, melted in a molten steel furnace, and made an aluminum material through a mold, aluminum While dissolving the material and magnesium together in a melting furnace, each or both of iron or calcium is put in to form the aluminum ball 60 in the form of small grains (or powder), and the form of small grains (or powder) is formed. It is characterized in that the aluminum ball 60 is put into a molding device and molded into a spherical metal fuel 70 having a plurality of pores to be used as a fuel for generating hydrogen gas.

본 발명에 의한 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다. A method for manufacturing a metal fuel for hydrogen production according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 8를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법은 스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 용강로에서 녹여 주형에 넣어 알루미늄소재를 구성하는 잉곳단계(S10)와, 알루미늄소재와 마그네슘을 용해로에 넣고 용해한 후 용해물의 온도를 유지하는 유지로로 이동시켜 저장하며, 알루미늄볼 제조시 볼제조로로 이동시키는 용해단계(S20)와, 볼제조로를 통해 도가니(10)로 공급되는 용해물이 분사노즐(20)을 통해 분사되면서 질소분사부재(30)에서 분사되는 질소에 의해 냉각이 이루어지면서 공압노즐(40)에서 분사되는 산소에 의해 퍼지면서 냉각이 이루어져 알루미늄볼을 형성하는 알루미늄볼형성단계(S30)와, 알루미늄볼을 뭉쳐서 금속연료(70)를 성형하는 금속연료성형단계(S40)와, 금속연료성형단계(S40)에서 성형된 금속연료(70)를 저장하는 저장단계(S50)를 포함한다. 1 to 8, the metal fuel manufacturing method for hydrogen production of the present invention is an ingot step (S10) of melting aluminum metal including scrap in a molten steel furnace and putting it into a mold to form an aluminum material ) and aluminum material and magnesium are put into a melting furnace and melted, then moved to a holding furnace that maintains the temperature of the melt, and stored, and a melting step (S20) of moving to a ball-making furnace when manufacturing aluminum balls, and a ball-making furnace As the melt supplied to the crucible 10 is sprayed through the spray nozzle 20, cooling is performed by the nitrogen sprayed from the nitrogen spray member 30, and the cooling is performed by spreading by the oxygen sprayed from the pneumatic nozzle 40. An aluminum ball forming step (S30) of forming an aluminum ball, a metal fuel forming step (S40) of forming a metal fuel 70 by aggregating the aluminum balls, and a metal fuel forming step (S40) of the metal fuel 70 ) includes a storage step (S50) of storing the.

상기 잉곳단계(S10)는 알루미늄소재를 형성하기 위해서는 부스러기나 파쇠된 상태의 알루미늄의 스크랩(scrap)과 알루미늄금속을 전로, 평로 또는 전기로 등을 포함하는 용강로에서 용해시키고, 용해시킨 용강을 주형에 넣고 냉각시켜 소정 형상으로 알루미늄소재를 형성한다. In the ingot step (S10), in order to form an aluminum material, scrap or crushed aluminum scrap and aluminum metal are melted in a molten steel furnace including a converter, flat furnace or electric furnace, and the melted molten steel is cast into a mold. The aluminum material is formed into a predetermined shape by cooling.

상기 용해단계(S20)는 잉곳단계(S10)를 통해 생산된 알루미늄소재와 마그네슘을 용해로에 넣고 버너를 통해 용해물로 만드는 단계(S21)와, 용해로에서 만들어진 용해물을 저장로(미도시)로 이동시켜 소정 온도로 유지한 상태로 용해물을 저장하는 단계(S22)와, 저장로에 저장된 용해물을 알루미늄볼(60)로 형성하기 위하여 도가니(10)로 공급할 수 있도록 볼제조로로 이동시키는 단계(S23)를 포함한다. The melting step (S20) is a step (S21) of putting the aluminum material and magnesium produced through the ingot step (S10) into a melting furnace and making a melt through a burner (S21), and a storage furnace (not shown) The step of moving and storing the melt while maintaining it at a predetermined temperature (S22), and moving the melt stored in the storage furnace to the ball manufacturing furnace so that it can be supplied to the crucible 10 to form the aluminum ball 60 Step S23 is included.

상기 용해단계(S20)는 주형에서 형성된 알루미늄소재를 알루미늄볼(60)로 형성하기 위하여 용해로에 투입하고, 이때 마그네슘을 함께 투입하며, 여기에 철, 칼슘 중 어느 하나 또는 이들 모두를 투입할 수 있다. In the melting step (S20), the aluminum material formed in the mold is put into the melting furnace to form the aluminum ball 60, and at this time, magnesium is added together, and any one or both of iron and calcium can be added thereto. .

상기 마그네슘은 용강로에서 알루미늄을 용강을 형성할 때 함께 투입하는 것보다 용해로에 알루미늄과 함께 투입되어 알루미늄에 포함된 이물질과 분리되도록 하는 것이 바람직하다.The magnesium is preferably added to the melting furnace together with aluminum to separate from the foreign substances contained in the aluminum rather than adding aluminum together when forming the molten steel in the molten steel furnace.

더욱 바람직하게는, 용강로에서 부스러기나 파쇄된 상태의 알루미늄의 스크랩(scrap)에 포함된 이물질을 걸러내기 위해 용강로에 마그네슘을 알루미늄과 함께 투입해 용강하여 알루미늄보을 형성하고, 알루미늄소재를 용강로에서 용해할 때에도 마그네슘을 함께 투입하여 이물질과 분리되도록 한다. More preferably, magnesium is put into the molten steel furnace together with aluminum to filter out debris or foreign substances contained in scrap of aluminum in a crushed state in the molten steel furnace to form an aluminum beam, and the aluminum material is used in a molten steel furnace. When dissolving in , magnesium is added together to separate it from foreign substances.

상기와 같이 용해로에 알루미늄과 마그네슘을 투입한 상태에서 버너를 이용하여 900℃ 이상으로 열을 가해 용해하는 용해단계(S20)를 수행한다.In a state in which aluminum and magnesium are put into the melting furnace as described above, a melting step (S20) of melting by applying heat to 900° C. or higher using a burner is performed.

상기 용해로에 알루미늄과 마그네슘을 함께 용해하고, 용해로에서 용해된 용해물은 유지로로 이동시켜 용해된 상태를 유지하도록 하며, 작은 알갱이(또는 분말) 형태의 알루미늄볼로 형성할 때에만 볼제조로로 공급한다. Aluminum and magnesium are dissolved together in the melting furnace, and the melt melted in the melting furnace is moved to the holding furnace to maintain the dissolved state, and only when it is formed into aluminum balls in the form of small granules (or powder), the ball-making furnace is used. supply

상기 용해단계(S20)를 통해 형성된 용해물은 알루미늄볼형성단계(S30)를 통해 알루미늄볼(60)로 형성된다. The melt formed through the dissolving step (S20) is formed into an aluminum ball (60) through the aluminum ball forming step (S30).

상기 알루미늄볼형성단계(S30)는 도가니(10)로 공급된 용해물을 분사노즐(20)로 분사하는 단계(S31)와, 도가니(10)의 하부에 설치된 분사노즐(20)을 통해 분사되는 용해물을 질소분사부재(30)의 질소가스와 공압노즐(40)에서 분사되는 산소에 의해 작은 알갱이(또는 분말) 형태의 알루미늄볼(60)로 형성하는 단계(S32)를 포함한다. The aluminum ball forming step (S30) is a step (S31) of spraying the melt supplied to the crucible 10 with the spray nozzle 20, and spraying through the spray nozzle 20 installed in the lower part of the crucible 10. and forming the melt into aluminum balls 60 in the form of small granules (or powder) by nitrogen gas of the nitrogen injection member 30 and oxygen injected from the pneumatic nozzle 40 (S32).

상기 알루미늄볼형성단계(S30)는 유지로에 저장된 용해물을 통해 알루미늄볼(60)을 제조하기 위해서는 유지로에서 볼제조로로 공급하고, 볼제조로로 공급된 용해물은 다시 도가니(10)로 공급되며, 도가니(10)로 공급된 용해물은 분사노즐(20)을 통해 분사되면서 질소분사부재(30)를 질소가스에 의해 냉각이 이루어지면서 낙하되면, 질소분사부재(30)를 통과한 용해물은 공압노즐(40)에서 분사되는 산소에 의해 냉각과 동시에 퍼지면서 최종적으로 작은 알갱이(또는 분말)의 알루미늄볼(60)로 형성된다. The aluminum ball forming step (S30) is supplied from the holding furnace to the ball making furnace in order to manufacture the aluminum balls 60 through the melt stored in the holding furnace, and the melt supplied to the ball making furnace is again a crucible (10) When the melt supplied to the crucible 10 is sprayed through the injection nozzle 20 and the nitrogen injection member 30 is cooled by nitrogen gas while falling, passing through the nitrogen injection member 30 The melt is finally formed into small grains (or powders) of aluminum balls 60 while being cooled and spread at the same time by oxygen sprayed from the pneumatic nozzle 40 .

상기 분사노즐(20)은 직경이 10mm이고, 길이가 60mm로 형성되는 것이 바람직한다. 또한, 상기 분사노즐(20)은 질소분사부재(30)에 3cm가 이격되게 설치되어 용해물이 질소분사부재(30)의 내측 중앙으로 용이하게 공급되도록 한다. It is preferable that the injection nozzle 20 has a diameter of 10 mm and a length of 60 mm. In addition, the injection nozzle 20 is installed to be spaced 3 cm apart from the nitrogen injection member 30 so that the melt is easily supplied to the inner center of the nitrogen injection member (30).

상기 질소분사부재(30)는 원형으로 분사몸체(31)가 구성되고, 상기 분사몸체(31)의 중앙부분으로 질소가스가 분사되도록 분사구(32)가 형성되며, 상기 분사구(32)로 질소가스가 분사되도록 질소가스를 공급하는 공급관(33)이 분사몸체(31)의 적어도 1개 이상 설치된다. 상기 공급관(33)은 분사몸체(31)의 전후, 좌우 4 방향에 형성되어 압력이 균일하게 작용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The nitrogen injection member 30 has a circular injection body 31 is formed, the injection port 32 is formed so that the nitrogen gas is injected to the central portion of the injection body 31, the nitrogen gas to the injection hole (32) At least one supply pipe 33 for supplying nitrogen gas to be injected is installed in the injection body 31 . The supply pipe 33 is preferably formed in the front and rear, left and right four directions of the injection body 31 so that the pressure can be uniformly applied.

또한, 상기 분사몸체(31)는 원형, 사각형, 오각형, 육각형 등과 같이 다양한 형태로 구성할 수 있다. In addition, the spray body 31 may be configured in various shapes such as a circle, a square, a pentagon, a hexagon, and the like.

상기 분사구(32)가 형성된 분사몸체(31)의 단면은 'C' 형상과 같이 형성되며, 상기 분사구(32)는 분사몸체(31)의 내측 중앙을 향해 질소가스가 배출이 이루어질 수 있도록 단일로 형성된다. The cross section of the injection body 31 in which the injection hole 32 is formed is formed like a 'C' shape, and the injection hole 32 is single so that nitrogen gas can be discharged toward the inner center of the injection body 31 . is formed

또한, 상기 분사구(32)는 질소가스가 고른 압력으로 배출이 이루어지도록 소정 간격이 이격되게 다수로 형성될 수 있다. In addition, a plurality of the injection holes 32 may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval so that nitrogen gas is discharged at an even pressure.

그리고 상기 공압노즐(40)은 복수로 구성되는 것이 바람직하고, 이러한 복수의 공압노즐(40) 중 하나는 분사노즐(20)에서 분사되는 용해물이 작은 알갱이(또는 분말)로 형성하는 냉각작용을 하고, 다른 하나는 냉각되지 않고 낙하되는 용해물을 다시 냉각함과 동시에 작은 알갱이(또는 분말)로 형성된 알루미늄볼(60)이 탱크(50)에 저장된다. And the pneumatic nozzle 40 is preferably composed of a plurality, and one of the plurality of pneumatic nozzles 40 has a cooling action in which the melt sprayed from the spray nozzle 20 is formed into small particles (or powder). And, the other aluminum balls 60 formed of small grains (or powders) are stored in the tank 50 at the same time as cooling the melt falling without cooling again.

더욱 상세하게는 공압노즐(40)은 분사노즐(20)이 질소분사부재(30)에서 이격된 거리와 동일한 거리로 이격되게 질소분사부재(30)의 하부에 위치되어 알루미늄제조통(141)의 내측으로 유입되는 용해물이 산소에 의해 퍼지면서 냉각되어 작은 알갱이의 알루미늄볼을 형성한다. In more detail, the pneumatic nozzle 40 is located at the lower portion of the nitrogen injection member 30 so that the injection nozzle 20 is spaced apart from the nitrogen injection member 30 by the same distance as the separation distance from the nitrogen injection member 30. The melt flowing into the inside is cooled while spreading by oxygen to form small aluminum balls.

바람직하게는 공압노즐(40)은 질소분사부재(30)에서 하방향으로 3cm 이격되게 설치된다.Preferably, the pneumatic nozzle 40 is installed to be spaced 3 cm downward from the nitrogen injection member 30 .

도 4에 도시된 바와 같이 분사노즐(20)과 공압노즐(40)이 질소분사부재(30)에서 이격된 거리 a, b는 동일한 거리로 이루어지며, 이에 한정하는 것은 아니며, 즉, 분사노즐(20)의 직경, 길이와 공압노즐(40)의 직격 또는 형상에 따라 그 길이 a, b는 다르게 이결될 수 있다. As shown in FIG. 4, the distances a and b at which the injection nozzle 20 and the pneumatic nozzle 40 are spaced apart from the nitrogen injection member 30 are the same distance, but are not limited thereto, that is, the injection nozzle ( 20) according to the diameter, length and the direct spacing or shape of the pneumatic nozzle 40, the lengths a and b may be connected differently.

상기 금속연료성형단계(S40)를 통해 형성되는 알루미늄볼(60)은 성형장치에 의해 성형한다.The aluminum ball 60 formed through the metal fuel forming step (S40) is formed by a forming apparatus.

상기 금속연료성형단계(S40)는 알루미늄볼성형단계(S30)를 통해 형성된 알루미늄볼(60)을 금형에 넣는 단계(S41-1)와, 금형에 위치된 알루미늄볼(60)이 가압에 의해 뭉쳐지면서 다수의 기공이 형성되게 금속연료(70)를 성형하는 단계(S41-2)와, 금형에서 구형으로 이루어진 금속연료(70)를 꺼내는 단계(S41-3)를 포함한다. The metal fuel forming step (S40) is a step (S41-1) of putting the aluminum ball 60 formed through the aluminum ball forming step (S30) into a mold, and the aluminum ball 60 located in the mold is agglomerated by pressing. It includes a step (S41-2) of molding the metal fuel 70 to form a plurality of pores while forming, and a step (S41-3) of taking out the metal fuel 70 having a spherical shape from the mold.

상기 금속연료(70)는 성형장치에 의해 구형, 칩 또는 판형으로 형성한다. The metal fuel 70 is formed in a spherical shape, a chip shape, or a plate shape by a molding device.

상기 알루미늄볼(60)을 구형의 금속연료(70)로 제조하기 위해서는 금속연료성형단계(S40)에서 알갱이(또는 분말) 형태의 알루미늄볼(60)을 금형의 내측에 투입하고, 상기 금형 내측에 투입된 알루미늄볼(60)이 뭉쳐지면서 다수의 기공이 형성되도록 소정 압력으로 가압하는 방식에 의해 구형의 금속연료(70)로 성형한다.In order to manufacture the aluminum ball 60 into the spherical metal fuel 70, in the metal fuel forming step (S40), the aluminum ball 60 in the form of granules (or powder) is put inside the mold, and the inside of the mold is placed inside the mold. It is formed into a spherical metal fuel 70 by pressurizing the aluminum balls 60 to a predetermined pressure so that a plurality of pores are formed while the aluminum balls 60 are agglomerated.

그리고 상기 금속연료성형단계(S40)는 금형을 이용하여 성형하는 것에 국한되는 것은 아니며 작은 알갱이의 알루미늄볼(60)을 뭉쳐 구형의 금속연료(70)로 성형할 수 있다. In addition, the metal fuel molding step (S40) is not limited to molding using a mold, and may be formed into a spherical metal fuel 70 by aggregating the aluminum balls 60 of small grains.

상기 금속연료성형단계(S40)는 작은 알갱이(또는 분말)의 알루미늄볼(60)이 서로 뭉쳐지도록 회전이 가능한 원형케이스 내측에 투입하는 단계(S42-1)와, 알루미늄볼(60)과 알루미늄볼(60)이 서로 뭉쳐지면서 기공이 형성되도록 용해물을 분사노즐(20)로 분사하는 단계(S42-2)와, 분사노즐(20)에 의해 분사되는 용해물이 노즐(20)를 통과한 후 알루미늄볼(60)에 접촉되면서 원형케이스이 회전에 의해 구형상으로 뭉쳐지는 단계(S42-3)를 포함한다. The metal fuel forming step (S40) includes a step (S42-1) of putting aluminum balls (60) of small particles (or powders) into a rotatable circular case so that they are agglomerated with each other (S42-1), and the aluminum balls (60) and the aluminum balls After the step (S42-2) of spraying the melt to the spray nozzle 20 so that pores are formed while the 60 is agglomerated, and the melt sprayed by the spray nozzle 20 passes through the nozzle 20 It includes a step (S42-3) of the round case being rolled into a spherical shape by rotation while in contact with the aluminum ball 60.

더욱 상세하게는, 구형의 볼을 성형할 때 작은 알갱이의 알루미늄볼(60)이 서로 뭉쳐지도록 회전이 가능한 원형케이스 내측에 투입시킨 상태에서 알루미늄볼(60)과 알루미늄볼(60)이 서로 뭉쳐지면서 기공이 형성되도록 용해물을 분사노즐(20)로 분사한다. More specifically, when forming a spherical ball, the aluminum ball 60 and the aluminum ball 60 are agglomerated in a state in which the aluminum ball 60 of small grains is put inside a rotatable circular case so that they are agglomerated. The melt is sprayed with the spray nozzle 20 to form pores.

상기 분사노즐(20)에 의해 공급되는 용해물이 질소가스가 분사되는 질소분사부재(30)를 통과하면서 알루미늄볼(60)에 접촉되고, 알루미늄볼(60)에 접촉된 용해물은 접착제 작용을 하여 회전하는 원형케이스에 의해 알루미늄볼(60)이 서로 뭉쳐지면서 구형상으로 형성된다. The melt supplied by the spray nozzle 20 is in contact with the aluminum ball 60 while passing through the nitrogen spray member 30 to which nitrogen gas is sprayed, and the melt in contact with the aluminum ball 60 has an adhesive action. The aluminum ball 60 is formed in a spherical shape while being agglomerated with each other by the rotating circular case.

즉, 상기 분사노즐(20)에서 분사되는 용해물이 알루미늄볼(60)에 닿으면 주변의 알루미늄볼(60)과 접합되고, 회전하는 원형케이스에 의해 다른 알루미늄볼(60)과 섞이면서 구형태로 이루어지며, 이때 알루미늄볼(60)과 알루미늄볼(60) 사이에 기공이 형성된다. That is, when the melt sprayed from the injection nozzle 20 touches the aluminum ball 60, it is joined to the surrounding aluminum ball 60, and is mixed with other aluminum balls 60 by the rotating circular case to form a spherical shape. In this case, a pore is formed between the aluminum ball 60 and the aluminum ball 60 .

또한, 금속연료성형단계(S40)는 상기의 방식에 국한되는 것은 아니며, 주조형상의 금형의 내측에 용해물을 주입하여 주물을 생산하는 다이캐스팅 방식에 의해 제작할 수 있다.In addition, the metal fuel forming step (S40) is not limited to the above method, and may be manufactured by a die casting method of producing a casting by injecting a melt into the mold of a casting shape.

상기 다이캐스팅으로 이루어지는 판형의 금속연료(70)는 원형판, 사각판, 오각판 등과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다.The plate-shaped metal fuel 70 made of the die-casting may be formed in various shapes such as a round plate, a square plate, a pentagonal plate, and the like.

상기와 같이 생산되는 성형장치에 설치된 금형의 가압에 의해 성형되는 금속연료(70)를 성형하는 방식, 원형케이스에 용해물을 떨어뜨려 금속연료(70)를 성형하는 방식 또는 타이캐스팅 방식에 의해 주조되는 금속연료(70)는 알루미늄 97wt.%, 마그네슘 3wt.%의 성분비로 구성된다.The method of molding the metal fuel 70 molded by the pressurization of the mold installed in the molding apparatus produced as described above, the method of forming the metal fuel 70 by dropping the melt in the circular case, or the casting by the tie casting method The metal fuel 70 to be used is composed of a component ratio of 97 wt.% aluminum and 3 wt.% magnesium.

또한, 상기 금속연료(70)는 상기의 성분비에 국한되는 것은 아니며, 알루미늄 94wt.%, 마그네슘 3wt.%, 철 3wt.%의 성분비로 형성할 수 있다.In addition, the metal fuel 70 is not limited to the above composition ratio, and may be formed in a composition ratio of 94 wt.% aluminum, 3 wt.% magnesium, and 3 wt.% iron.

또한, 상기 금속연료(70)는 알루미늄 91wt.%, 마그네슘 3wt.%, 철 3wt.%, 칼슘 3wt.%의 성분비로도 형성할 수 있다.In addition, the metal fuel 70 may be formed with a component ratio of 91 wt.% aluminum, 3 wt.% magnesium, 3 wt.% iron, and 3 wt.% calcium.

상기와 같은 성분비로 이루어지는 금속연료(70)는 도 7에 도시된 바와 같이, 구형상으로 형성하고, 구형상에는 다수의 기공이 형성되어 용해물질과의 화학작용이 잘 일어날 수 있는 10mm ~ 40mm의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 7 , the metal fuel 70 having the above composition ratio is formed in a spherical shape, and a large number of pores are formed in the spherical shape, so that the chemical reaction with the dissolved material can occur well in the range of 10 mm to 40 mm. It is preferable to form

도 8에 도시된 같이, 얇은 띠가 뭉쳐져 이루어지는 구형상으로도 형성할 수 있다. 상기와 같이 얇은 띠를 구형상으로 형성하는 경우 기공이 형성되지 않아도 띠와 띠 사이의 공간으로 용해물질의 유입이 용이하여 화학작용이 잘 일어난다.As shown in FIG. 8, it can also be formed in a spherical shape in which thin bands are agglomerated. When the thin band is formed in a spherical shape as described above, even if pores are not formed, the soluble material easily flows into the space between the band and the band, so that the chemical action occurs well.

또한, 상기 금속연료(70)는 구형에 국한하는 것은 아니며, 판형으로 이루어질 수 있으며, 이러한 판형은 다이케스팅 또는 금형을 통한 가압에 의해 성형된다.In addition, the metal fuel 70 is not limited to a spherical shape, and may be formed in a plate shape, which is molded by die casting or pressing through a mold.

상기 금속연료(70)는 구형상 또는 판형상에 한정하는 것은 아니며, 용해물질과의 화학반응에 의해 수소생산이 원활하게 이루어지는 형상이라면 다양한 형태로 적용할 수 있다.The metal fuel 70 is not limited to a spherical shape or a plate shape, and may be applied in various forms as long as it is a shape in which hydrogen production is smoothly performed by a chemical reaction with a dissolved material.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 용강로에서 녹여 주형에 넣고 알루미늄소재를 구성하고, 알루미늄소재를 용해하여 수소가스의 생산을 위한 알루미늄볼(60)을 생산 후 알루미늄볼(60)을 성형장치를 통해 미세기공이 형성된 금속연료(70)를 생산하므로 순수한 알루미늄을 얻을 수 있어 용해촉매와의 반응이 연속적으로 이루어져 수소가스의 발생이 용이하다. As described above, the present invention melts aluminum metal including scrap in a molten steel furnace, puts it in a mold, constitutes an aluminum material, and melts the aluminum material to produce an aluminum ball 60 for the production of hydrogen gas. Since the metal fuel 70 in which the micropores are formed is produced through the aluminum ball 60 forming apparatus, pure aluminum can be obtained, so that the reaction with the dissolution catalyst is continuously performed, thereby facilitating the generation of hydrogen gas.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. While this specification includes details of a number of specific implementations, these should not be construed as limiting to the scope of any invention or claimable, but rather as a description of features that may be peculiar to a particular embodiment of a particular invention. It must be understood. Certain features described herein in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in the context of a single embodiment can also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable sub-combination.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are only presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art that other modified examples based on the technical idea of the present invention may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10: 도가니 20: 분사노즐
30: 질소분사부재 31: 분사몸체
32: 분사구 33: 공급관
40: 공압노즐 50: 탱크
60: 알루미늄볼 70: 금속연료10: crucible 20: spray nozzle
30: nitrogen injection member 31: injection body
32: nozzle 33: supply pipe
40: pneumatic nozzle 50: tank
60: aluminum ball 70: metal fuel

Claims (9)

스크랩(scrap)을 포함하는 알루미늄 금속을 용강로에서 녹여 주형에 넣어 알루미늄소재를 구성하는 잉곳단계(S10)와;
잉곳단계(S10)를 통해 생산된 알루미늄소재와 마그네슘을 용해로에 넣고 버너를 통해 용해물로 만드는 단계(S21)와, 용해로에서 만들어진 용해물을 저장로로 이동시켜 소정 온도로 유지한 상태로 용해물을 저장하는 단계(S22)와, 저장로에 저장된 용해물을 알루미늄볼(60)로 형성하기 위하여 도가니(10)로 공급할 수 있도록 볼제조로로 이동시키는 단계(S23)를 포함하는 용해단계(S20)와;
도가니(10)로 공급된 용해물을 분사노즐(20)에서 분사하는 단계(S31)와; 분사노즐(20)에서 분사되는 용해물을 질소분사부재(30)의 질소가스와 공압노즐(40)에서 분사되는 산소에 의해 분말 형태의 알루미늄볼(60)로 형성하는 단계(S32)를 포함하는 알루미늄볼형성단계(S30)와;
알루미늄볼성형단계(S30)를 통해 형성된 알루미늄볼(60)을 금형에 넣는 단계(S41-1)와, 금형에 위치된 알루미늄볼(60)이 가압에 의해 뭉쳐지면서 다수의 기공이 형성되게 금속연료(70)를 성형하는 단계(S41-2)와, 금형에서 구형으로 이루어진 금속연료(70)를 꺼내는 단계(S41-3)를 포함하는 금속연료성형단계(S40)와;
금속연료성형단계(S40)에서 성형된 금속연료(70)를 저장하는 저장단계(S50);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법.An ingot step (S10) of melting aluminum metal including scrap in a molten steel furnace and putting it into a mold to form an aluminum material;
The aluminum material and magnesium produced through the ingot step (S10) are put into a melting furnace, and the melt is made into a melt through a burner (S21), and the melt made in the melting furnace is moved to a storage furnace and the melt is maintained at a predetermined temperature. Dissolving step (S20) comprising the step (S22) of storing the molten material stored in the storage furnace and moving it to the ball manufacturing furnace so that it can be supplied to the crucible 10 to form the aluminum ball 60 (S23) )Wow;
Spraying the melt supplied to the crucible 10 from the spray nozzle 20 (S31) and; Forming the melt sprayed from the spray nozzle 20 into an aluminum ball 60 in powder form by nitrogen gas of the nitrogen spray member 30 and oxygen sprayed from the pneumatic nozzle 40 (S32) an aluminum ball forming step (S30);
Putting the aluminum ball 60 formed through the aluminum ball forming step (S30) into the mold (S41-1), and the aluminum ball 60 positioned in the mold is agglomerated by pressure to form a plurality of pores. A metal fuel molding step (S40) comprising the step (S41-2) of molding (70) and the step (S41-3) of taking out the metal fuel 70 made of a spherical shape from the mold;
A storage step (S50) of storing the metal fuel 70 formed in the metal fuel forming step (S40);
Metal fuel manufacturing method for hydrogen production, characterized in that it comprises a. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분사노즐(20)은,
질소분사부재(30)의 상방향으로 3cm 이격되게 설치되어 용해물을 분사하는 것을 특징으로 하는 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법.The method of claim 1,
The injection nozzle 20,
Metal fuel manufacturing method for hydrogen production, characterized in that the nitrogen injection member (30) is installed to be spaced 3 cm apart in the upper direction to inject the melt. 제1항에 있어서,
상기 질소분사부재(30)는,
원형, 사각형, 오각형, 육각형 중 어느 한 형상으로 분사몸체(31)가 이루어져 중앙 내측에 단일의 분사구(32)가 형성되어 질소가스가 분사몸체(31)의 수평방향으로 분사되는 것을 특징으로 하는 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법.The method of claim 1,
The nitrogen injection member 30,
Hydrogen, characterized in that the injection body 31 is formed in any one shape of a circle, a square, a pentagon, and a hexagon, and a single injection hole 32 is formed inside the center, so that nitrogen gas is injected in the horizontal direction of the injection body 31 Method of manufacturing metal fuel for production. 제1항에 있어서,
상기 공압노즐(40)은,
질소분사부재(30)의 하방향으로 3cm 이격되게 설치되어 질소와 함께 산소에 의해 알루미늄볼을 형성하는 것을 특징으로 하는 수소 생산을 위한 금속연료 제조방법.The method of claim 1,
The pneumatic nozzle 40,
Metal fuel manufacturing method for hydrogen production, characterized in that the nitrogen injection member (30) is installed to be spaced 3 cm apart in the downward direction to form an aluminum ball by oxygen together with nitrogen. 삭제delete 청구항 1의 제조방법에 의해 제조되는 금속연료(70)는,
알루미늄 97wt.%, 마그네슘 3wt.%인 것을 특징으로 하는 조성물.The metal fuel 70 manufactured by the manufacturing method of claim 1,
A composition comprising 97 wt.% aluminum and 3 wt.% magnesium. 청구항 1의 제조방법에 의해 제조되는 금속연료(70)는,
알루미늄 94wt.%, 마그네슘 3wt.%, 철 3wt.%인 것을 특징으로 하는 조성물.The metal fuel 70 manufactured by the manufacturing method of claim 1,
Aluminum 94wt.%, magnesium 3wt.%, iron 3wt.% composition, characterized in that. 청구항 1의 제조방법에 의해 제조되는 금속연료(70)는,
알루미늄 91wt.%, 마그네슘 3wt.%, 철 3wt.%, 칼슘 3wt.%인 것을 특징으로 하는 조성물.The metal fuel 70 manufactured by the manufacturing method of claim 1,
Aluminum 91wt.%, magnesium 3wt.%, iron 3wt.%, calcium 3wt.% composition, characterized in that.
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JPH01127608A (en) * 1987-11-10 1989-05-19 Toyota Motor Corp Manufacture of aluminum based alloy rapidly cooled solidified powder
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