반사로 이해:금속 정제에서의 역할

반사로는 17세기 중반부터 사용된 제련 또는 금속 정제로의 일종으로 개방형 노로 더 일반적으로 알려져 있습니다. 이 기술은 금속을 가열하는 데 사용되는 연료원과 직접 접촉하지 않고 용광로 지붕 근처에서 뜨거운 가스를 생성하여 금속 함유 광석을 녹입니다. 반사로는 수세기 전에 설계되었으며 온도 범위가 제한되어 있기 때문에 일반적으로 구리, 알루미늄, 주석과 같이 철보다 더 부드러운 비철 금속을 제련하는 데 사용됩니다. 용광로 설계는 니켈과 납과 같은 환경적으로 위험한 금속을 제련하는 데에도 사용되었으며 이로 인해 발생할 수 있는 대기 오염의 양에 대해 부정적인 평판을 얻었습니다.

산업용 용광로는 필요한 정확한 온도 제어 수준과 처리하는 광석의 유형에 따라 복잡하거나 단순한 설계를 가질 수 있습니다. 반사로는 난로로 알려진 하단 중앙에 함몰된 공간이 있는 일반적으로 직사각형으로 둘러싸인 챔버를 갖는 다소 단순한 모델입니다. 가열된 불꽃이나 뜨거운 가스는 위에서 난로를 가로질러 전달되고, 배기 가스는 먼 쪽을 따라 하나 이상의 굴뚝을 통해 노 밖으로 배출됩니다. 뜨거운 가스와 화염이 퍼니스 챔버로 파이프로 유입될 때 반대쪽 벽은 챔버 내에서 계속 순환하기 위해 튀어오르는 배플 역할을 합니다. 반사로의 주요 설계 요구 사항 중 하나는 연소 연료의 경로가 가능한 한 길고 장애물이 없어야 한다는 것입니다. 이렇게 하면 내부를 더 강하게 가열하고 광석을 빠르게 녹일 수 있습니다.

야금로는 전도에서 대류, 복사에 이르는 세 가지 유형의 열 전달을 제련광석에 의존할 수 있지만 일반적으로 한 고체 표면에서 다른 고체 표면으로의 열 전달이나 전도가 가장 효율적입니다. 대조적으로 반사로는 열이 주변 공기를 통해 광석으로 전달되는 대류 및 복사에 거의 전적으로 의존합니다. 이는 반사로가 금속을 제련하기 위해 내화 점토 벽돌에 유지된 주변 열에 의존하는 내화물보다 광석을 가열하고 제련하는 데 훨씬 더 많은 연료가 필요하다는 것을 의미합니다. 청동과 같은 부드러운 금속이나 유리와 같은 화합물은 융점이 낮기 때문에 일반적으로 반사로에서 처리되지만 일부 반사 설계는 특수한 경우 강철을 처리하는 데에도 사용되었습니다.

열 수준을 높이기 위해 내화 벽돌로 지붕 구조를 만드는 등 반사로를 개선하여 보다 다양한 종류의 공정로를 만들었지만 수백 년 된 디자인의 대부분을 유지했습니다. 반향 이름 자체는 뜨거운 가스가 위쪽으로 흐른 다음 용광로 중앙으로 다시 튀어오르도록 하는 지붕 중앙의 아치형 모양에서 유래되었습니다. 배기 가스의 연통 위치는 일반적으로 지붕의 가장 낮은 지점에 있고 지붕 아치의 가장 높은 지점은 불과 뜨거운 가스가 파이프로 유입되는 곳 바로 위에 있습니다. 이러한 변화로 인해 반사로의 온도 범위가 증가하여 외부 지붕 구조가 일종의 직사각형 고래 모양으로 보일 수 있습니다.

반사로는 웅덩이로의 일반적인 형태로 철광석을 제련하기 위해 뜨거운 가스를 가열하는 것과 동일한 원리를 사용합니다. 그러나 2011년 현재 반사로의 주요 용도는 연질 금속 납을 제련하여 순수 납으로 만드는 것입니다. 이러한 용광로는 주변 환경이 납으로 오염될 수 있는 몇 가지 잠재적인 약점을 가지고 있습니다. 여기에는 양압에서 작동하는 용광로, 용광로가 완전히 밀봉된 챔버가 아니기 때문에 먼지 및 연기 누출로 인한 배출, 광석이 용광로에 유입되고 슬래그 또는 순금속이 제거될 때 환경으로 납이 방출되는 경우가 포함됩니다.

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출처 링크

• https://www.dictionary.com/browse/refractory
• https://www.merriam-webster.com/dictionary/reverberatory%20furnace