【발명의 명칭】

성형탄 제조 장치

【기술분야】

본 기재는 성형탄 제조 장치에 관한 것이다.

【발명의 배경이 되는 기술】

성형탄을 주된 연료로 사용하는 파이넥스 (FINEX) 공정에서 성형탄이 용융로 돔부에 장입되었을 때 성형탄와 분율이 낮을수록 고온가스 기류에 의해 로외로 비산 손실되는 양을 최소화할 수 있다. 즉, 열원공급으로 공급되는 성형탄의 유실을 최소화함으로써 열효율을 향상시킬 수 있다. 또한， 고온의 가스에 의해 로외로 배출된 미분의 성형탄은 집진기에서 포집되지만 그 양이 많을 경우 집진기에 부하를 주어 설비 문제를 일으키기도 하며， 원래 크기에서 깨진 것이 없는 조대한 성형탄이 노 내에 장입되어야 용융로 내 통기 및 통액성 측면에서 유리하기 때문에 분화를 막기 위해서는 성형탄의 냉간 강도가 확보되어야 한다. 성형탄의 냉간 강도는 평균 강도와 강도의 편차 관점으로 나뉘어 지는데 평균 강도는 높을수록 유리하고, 강도의 편차는 작을수록 품질이 균일하여 유리하다.

한편， 성형탄 제조 원료인 분탄에는 수분이 5-10%정도 함유되어 있:≤， 바인더로 사용되는 당밀은 점도가 높을 뿐만 아니라 그 자체에 수분이 20~30¾정도 함유되어 있어서 연속 생산공정인 성형탄 제조 공정 중 흔합 (Mixing) , 니딩 (Kneading) 및 이송공정에서 부착물을 형성하고 이러한 부착물은 일정 시간이 경과한 후 탈락되어 성형기로 장입되는 배합원료에 흔입된다. 부착물은 성형기 상부 그래비티 피더에서 원형의 볼 생성의 원인이 되고, 성형기로 장입되는 배합 원료의 장입 밀도를 불균일하게 하여 성형탄의 냉간 품질 편차를 심화시키는 원인이 된다. 현재 이러한 부착물은 대형의 볼 또는 다량의 볼이 생겨 성형기로의 배합원료 공급이 불량하여 성형이 되지 않을 때 인력으로 제거를 하고 있어 조업 부하가 클 뿐만 아니라 상기한 볼이 생성된 후 볼을 제거 완료시점 사이에는 성형기로의 배합원료 장입량이 불균일하여 냉간 강도가 낮은 불량 성형탄이 생산되며， 불량 성형탄이 분화가 되면 용융로 조업에 악영향을 미친다. 【발명의 내용】

【해결하고자 하는 과제】

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해， 본 발명에서는 넁간 품질 편차가 우수한 성형탄을 제조할 수 있는 성형탄 제조 장치를 제공하고자 한다.

【과제의 해결 수단】

본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄 제조 장치는， 배합 원료가 장입되는 트랜스퍼 스크류 (transfer screw)와， 상기 트랜스퍼 스크류에 연결되며 상기 배합 원료가 이송되는 슈트 (shute)와, 상기 슈트에 설치되며, 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 기어를 구비하여 상기 배합 원료를 파쇄하는 나이프 크러셔 (kni fe crusher )와， 상기 나이프 크러셔에서 파쇄된 분탄 상태의 배합 원료가 담겨지는 그래비티 피더 (gravi ty feeder ) , 및 상기 그래비티 피더에서 상기 배합 원료를 공급받아 다수의 를 타이어 사이로 상기 분탄 상태의 배합 원료를 압축하여 괴상의 성형탄을 형성하는 성형기를 포함한다.

상기 기어들은 직경이 서로 다를 수 있다.

상기 기어들은 나선형으로 구비된 기어 이빨을 포함할 수 있다.

상기 기어들은 회전 속도가 서로 다를 수 있다.

상기 기어들은 기어 구동부에 연결되어 회전수가조절될 수 있다.

상기 기어들 간의 간격은 조절 가능하도록 구비될 수 있다.

상기 기어들 간의 간격은 10瞧 내지 30隱일 수 있다.

[발명의 효과】

본 발명의 일 실시예에 따르면, 일정 입도 이상 괴상의 부착물의 입도를 작게 하여 성형기로 장입되는 분탄， 경화제， 및 바인더를 포함하는 흔합물의 입도를 균일화하여 장입 밀도를 일정하게 함으로써， 궁극적으로는 성형탄의 밀도 균일화를 통한 넁간 품질 편차를 저감할 수 있다.

【도면의 ^' 간단한 설명】

도 1은 븐 발명의 일 실시예에 따른 성형탄 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나이프 크러셔를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나이프 크러셔를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】

제 1， 제 2 및 제 3 등의 용어들은 다양한 부분， 성분， 영역， 층 및 /또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분， 성분， 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분， 성분， 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서， 이하에서 서술하는 제 1 부분， 성분， 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제 2 부분， 성분， 영역， 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며， 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성， 영역， 정수， 단계， 동작， 요소 및 /또는 성분을 구체화하며， 다른 특성， 영역, 정수, 단계， 동작， 요소 및 /또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만， 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고， 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하， 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1의 성형탄 제조 장치는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며， 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 성형탄 제조 장치를 다양하게 변형할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 성형탄 제조 장치는， 트랜스퍼 스크류 ( 10， transfer screw)와， 슈트 (20， shute)와， 나이프 크러셔 (30， kni fe crusher )와, 그래비티 피더 (40， gravi ty feeder ) , 및 성형기 (50)를 포함한다.

트랜스퍼 스크류 ( 10)에는， 수분을 함유한 분탄， 미분의 생석회， 및 점도를 갖는 당밀의 흔합물과 흔합 및 이송 공정에서 형성된 부착물이 포함된 배합 원료가 장입된다. 트랜스퍼 스크류 ( 10)는 회전될 수 있으며， 일정 간격으로 형성된 나사산이 형성되어 있어, 트랜스퍼 스크류 ( 10)의 회전에 의해 배합 원료를 일측 방향으로 이동시킬 수 있다. 트랜스퍼 스크류 ( 10)는 수평 방함으로 연장되어 배치되어 배합 원료를 수평 방향으로 이송할 수 있다.

슈트 (20)는 트랜스퍼 스크류 ( 10)에 연결되며 배합 원료가 이송된다. 도 1에 도시된 바와 같이， 슈트 (20)는 트랜스퍼 스크류 ( 10)의 일측에， 트랜스퍼 스크류 ( 10)의 연장 방향과 수직한 방향으로 부착되어 트랜스퍼 스크류 ( 10)에서 이송된 배합 원료가 슈트 (20)를 통해 수직 낙하할 수 있도록 구비될 수 있다.

슈트 (20)에는 나이프 크러셔 (30)가 설치되며， 나이프 크려셔는 괴상의 부착물을 파쇄하는 역할을 한다. 나이프 크러셔 (30)는 트랜스퍼 스크류 ( 10)와， 후술하는 그래비티 피더 (40) 사이에 설치되는데， 성형 공정에서의 부착물이 주로 트랜스퍼 스크류 ( 10)와 그래비티 피더 (40)에서 생성이 되기 때문에 그 사이의 위치에 나이프 크러셔 (30)가 설치돨 수 있다. 그래비티 피더 (40)에는 나이프 크러셔 (30)에서 파쇄된 분탄 상태의 배합 원료가 담기고， 성형기 (50)는 그래비티 피더 (40)에서 배합 원료로부터 분탄 상태의 배합 원료를 공급받아 성형탄을 형성하는 성형기 (50)가 설치된다. 성형기 (50)는 다수의 를 타이어를 구비하며， 를 타이어들 사이로 분탄 상태의 배합 원료를 통과시키고 압축하여 괴상의 성형탄을 형성한다. 를 타이어는 축이 고정된 고정를과 축이 이동되는 유동롤을 포함할 수 있다. 고정를 및 유동를 사이로 분탄 상태의 배합 원료를 회전 운동으로 압축하여 통과시키면 분광 상태의 배합 원료는 괴상의 성형탄으로 제조될 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나이프 크러셔 (30)를 개략적으로 나타내는 단면도이고， 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나이프 크러셔 (30)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. - 도 2를 참조하면， 나이프 크러셔 (30)는 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 기어 (32 , 34)를 구비하며， 나이프 크러셔 개구 (31)로부터 장입되는 배합 원료를 기어들 (32， 34) 사이로 통과시킨다. 기어들 (32， 34) 사이로 통과되는 배합 원료는 파쇄되어 나이프 크러셔 출구 (37)로 배출되어 그래비티 피더 (40)로 전달된다. 나이프 크러셔 (30)의 기어들 (32， 34)은 사로 반대 방향으로 회전하면서 상측으로부터 내려오는 배합 원료를 물고 들어갈 수 있다. 기어들 (32， 34)을 통과한 배합 원료는 나이프 크러셔 (30) 내부의 하측에 구비된 스크래퍼 (36， scrapper )에 의해 나이프 크러셔 출구 (37)로 모아져서 그래비티 피더 (40)로 전달될 수 있다.

한편， 기어들 (32， 34)은 직경이 서로 다르게 형성될 수 있다. 제 1 기어 (32)는 게 2 기어 (34)보다 크기가 더 작게 형성될 수 있다. 또한， 제 1 기어 (32) 및 제 2 기어 (34)는 나선형으로 구비된 기어 이빨을 포함할 수 있다. 계 1 기어 (32)에 구비된 ^' 기어 이빨은 제 2 기어 (34)에 구비된 기어 이빨보다 더 길게 형성될 수 있다. 한편， 기어 이빨은 1피치 (이웃하는 2개의 기어 이빨 간격)당 약 12도씩 어긋나게 나선형으로 구비되도록 하여 1피치 간격보다 큰 부착물이 유입되었을 때 기어 (32， 34)가 차례로 자르도록 하여 배합 원료에 포함된 괴상의 부착물에 가해지는 힘을 향상시켜 파쇄하는 힘을 최대화할 수 있다.

한편, 기어들 (32， 34)은 회전 속도가 서로 다르도록 하여 괴상의 부착물을 자르는 효과를 높일 수 있고， 도 3에 도시된 바와 같이， 기어들 (32， 34)은 기어 구동부 (38)에 연결되어 회전수가 조절될 수 있다. 기어 구동부 (38)는 인버터 모터일 수 있다. 기어들 (32， 34)의 회전수를 조절할 수 있으므로， 기어들 (32， 34) 사이로 들어가는 배합 원료의 양이 변동해도 적웅 가능하다. 즉, 성형탄 생산량이 많아 기어들 (32， 34) 사이를 통과하는 배합 원료 양이 많으면 기어들 (32， 34)이 빨리 회전할 수 있도록 조절할수 있다.

또한, 괴상의 부착물의 크기는 통상 약 100隱 내지 약 300瞧 정도인데 2개의 기어들 (32， 34) 사이의 간격을 조절함으로써 파 후 부착물의 크기를 조절할 수 있다. 기어들 ( ₃₂ ， 34) 간의 간격은 약 10隱 내지 약 30匪로 설정될 수 있다.

나이프 크러셔 (30)의 효과를 알아보기 위하여 괴상의 부착물 파쇄 전후의 성형탄 냉간 품질을 평가하였는데， 성형탄의 넁간 품질은 실공정에서 생산되는 성형탄을 대상으로 각 조건당 30개씩 시료를 채취하여 평균 압축 강도와 압축 강도값들의 표준 편차를 구하였으며， 결과는 아래 표 1에 나타내었다. 이 때， 제 1 기어 (32)의 회전수는 60rpm으로 설정하였다 . 【표 1】

표 1에 나타난 바와 같이， 설치 전에 비해 설치 후에 평균 압축 강도는 향상되고， 압축 강도 표준 편차는 낮아져 성형탄의 냉간 품질 편차는 개선되는 것으로 나타나 나이프 크러셔 (30)에 의한 부착물 파쇄 효과가 있는 것으로 나타났다.

한편 , 나이프 크러셔 (30)의 기어 (32， 34) 회전수 변동에 따른 성형탄 냉간 품질 영향을 평가하였으며 결과를 표 2에 나타내었다.

【표 2】

표 2에 나타난 바와 같이 , 평가 결과 나이프 크러셔 (30)의 기어 (32， 34) 속도에 따른 성형탄 넁간 품질 영향은 나타나지 않는데， 상기한 바와 같이 기어 (32， 34)의 회전수는 생산량에만 영향을 미치는 것으로 나타난다. 또한， 기어 (32， 34)의 간격 조절에 따른 성형탄의 냉간 품질 영향을 평가하였으며， 그 결과는 표 3과 같다.

【표 3】

표 3에 나타난 바와 같이， 평가 결과 기어 (32， 34) 간격 30隱까지는 성형탄 넁간 품질 영향이 없으나， 40隱에서는 평균 압축 강도는 하락하고 표준 편차는 증가하여 기어 (32， 34)의 간격은 30隱 이하로 하는 것이 적정한 것으로 나타났다.

이와 같이， 본 발명의 일 실시예에 따르면， 일정 입도 이상 괴상의 부착물의 입도를 작게 하여 성형기로 장입되는 분탄， 경화제ᅳ 및 바인더를 포함하는 흔합물의 입도를 균일화하여 장입 밀도를 일정하게 함으로써， 궁극적으로는 성형탄의 밀도 균일화를 통한 냉간 품질 편차를 저감할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

【부호의 설명】

10 : 트랜스퍼 스크류 20： Ί入 E

Τ—

30： 나이프 크러셔 31： 나이프 크러셔 입구

32： 제 1 기어 34： 제 2 기어

36 : 스크래퍼 37： 나이프 크러셔 출구

38： 기어 구동부 40： 그래비티 피더

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