KR0171203B1 - 볼밀용 혼합 격벽 다이아프램 - Google Patents

볼밀용 혼합 격벽 다이아프램 Download PDF

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Abstract

볼밀의 분쇄실을 여러 구역으로 분할한 격벽 다이아프램은 제 1 스크린판과 제 2 스크린판을 포함하는 혼합 구조로 형성되어 있으며, 제 2 스크린판의 슬릿 간극은종래 기술의 간극보다 더 작은 반면에 블라인딩의 발생을 보호한다. 격벽 다이아프램(20)의 제 2 스크린판은 단면에서 사다리꼴형의 미세 슬릿이 구비된 망사체로 구성되어 있다. 상기 망사체(25)는 일정한 크기로 자유롭게 이동할 수 있도록 인접 부재사이에 느슨하게 배치되어 있다. 망사체에 있는 슬릿 간극에도 불구하고 망사체의 이동에 의해 재료의 부착이 없으므로, 격벽 다이아프램의 미세한 입자는 부드럽게 이동하고 두개의 분쇄실은 분쇄 효율의 개선을 위해 균형을 보호한다.

Description

볼밀용 혼합 격벽 다이아프램
제1도는 본 발명에 따른 볼밀(ball mill)에 사용하기 위한 혼합 격벽 다이아프램(compound partition diaphragm)의 전체 배열을 개략적으로 도시한 종단면도.
제2a도 및 제2b도는 본 발명의 일실시예를 각각 도시한 정면도 및 측단면도.
제3도는 상기 실시예의 조립 공정을 도시한 분해 측면도.
제4도는 상기 실시예의 망사체(wire sieve)를 도시한 사시도.
제5도는 종래 기술의 문제점을 도시한 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 제 1 분쇄실 2 : 격벽 다이아프램
4 : 제 2 분쇄실 7 : 디스크 제어기
21 : 스크린판 23 : 고정판
25 : 망사체 26 : 연결실
28 : 지지 로드 29 : 시브 지지체
30 : 고정 프레임 31 : 지지판
71 : 제어 디스크 72 : 연결바
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 시멘트 클링커(cement clinker)와 같은 분해 재료용 볼밀(ball mill)에 관한 것으로, 특히 볼밀에 사용하기 위한 격벽 다이아프램(partition diaphragm)에 관한 것이며, 상기 격벽 다이아프램은 밀의 본체내부에 형성되고 다중 분쇄실을 가지고 있다.
[종래 기술]
일반적으로, 복수의 분쇄실 즉, 다중 분쇄실은 전체로서 분쇄 효율을 향상시키므로써 재료당 에너지 비용을 감소시키는 동안 생산성 증대를 위해 볼 밀내에 구비되어 있으며, 일련의 분쇄 공정은 제 1 분쇄실내에서(분쇄 매체로써 제공된) 대경의 불을 사용하는 벌키 재료를먼저 분쇄하는 단계와, 일정 입도까지 분쇄된 재료를 여과하는 단계와, 여과된 재료를 제 2 분쇄실로 이송하는 단계 및, 이송된 재료를 미세하게 분쇄하는 단계를 포함하여 실행된다.
상기 목적을 위하여, 하나의 분쇄실과 다른 분쇄실 사이에 배치된 격벽 다이아프램은 격벽 다이아프램에 걸쳐 연신된 스크린판을 통해 여과를 실행하고 일정 입도로 분쇄된 재료만이 이를 통과한다. 상기 여과에 있어서, 하나의 스크린판만이 사용된다면, 이 스크린판은 분쇄실에 있는 볼의 충격에 저항하며 스크린판내에 구비된 슬릿 간극은 약 4mm 인 것을 필수로 한다. 주조기술의 관점에서, 상기 작은 간극을 제공하는 것이 항상 용이하지 않으며, 더우기, 충격에 대한 충분한 저항을 고려한 어떤 기술을 보호하기를 원한다면 슬릿의 편향 또는 블라인딩의 다른 단점이 나타난다.
격벽 다이아프램의 여러 개념들이 일본국 공개공보소 54-127060 호, 및 일본국 특허공보소 60-8867 호에 기술된 바와 같이 상술된 단점들을 해결하기 위해 전개되고 제안되었다. 상기 개량된 제안에 있어서, 제 1 분쇄실과 직면하고 있는 격벽 다이아프램의 제 1 스크린판은 대경의 볼과 자동 접촉에 대해 저항하여 빈 공간을 확보하도록 20mm 간극을 갖는 슬릿이 각각 구비된 비교적 두꺼운 부재로 형성되어 있다. 다른 한편, 그 사이에 리브를 갖는 상기 제 1 스크린판에 평행하게 배치된 제 2 스크린판은 6mm 간극을 갖는 슬릿이 각각 구비되어 있다. 따라서, 전체 외주 방향으로 연통하는 연결판은 상기 두개의 스크린판에 의해 형성된다. 제 2 스크린판은 이 스크린판이 볼과 접촉하지 않기 때문에 비교적 얇은 판으로 형성된다. 더우기, 제 2 스크린판은 통풍구로부터 작은 다수의 펀치구멍이 구비되어 있다.
볼밀의 실제 조작에 있어서, 제 1 분쇄실에 있는 원료 레벨과 제 2 분쇄실에 있는 원료 레벨을 균형시키는 것이 필수적으로 요구된다. 상술한 종래 기술에 있어서, 격벽 다이아프램은 제 1 스크린판의 슬릿 간극이 20mm 이고 제 2 스크린판의 슬릿 간극이 6mm 인 이중 구조로 형성되어 있다. 상기 배열의 결과로써, 슬릿 간극이 6mm 인 하나의 스크린판만으로 구성된 격벽 다이아프램에 대한 문제점이 명확히 해결되나, 실제 조작의 관점에서 볼때 제 1 분쇄실로부터 제 2 분쇄실까지 통과하는 직경이 6mm 보다 더 작은 재료 입경을 만드는 것이 항상 최적은 아니다. 주의깊게 관찰하면, 제 1 분쇄실로 부터 제 2 분쇄실까지 여과 슬릿을 통과하여 이송된 재료량은 제 2 분쇄실의 분쇄 용량을 초과하며, 비교적 큰 입자(약 6mm)는 제 2 분쇄실로 이송된 재료에서 혼합적으로 방치되어 다른 분쇄가 없을때 그로부터 방출되며, 그 결과 제 2 분쇄실에 다른 부하의 적용을 초래한다. 상기 단점은 제5도에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 분쇄실의 수직 단면에 있는 재료의 최저 수준을 체킹하므로써 명백하게 인식될 것이다. 즉, 제5도를 참조하면 제 1 분쇄실의 격벽 다이아프램 앞에서 즉시 이동하는 재료의 수준이 크게 낮아지며, 그에 의하여 상기 부분에서 분쇄 효율도 또한 크게 낮아진다. 이러한 소극적인 작용은 제 2 분쇄실을 지나서 실행되고, 재료의 불균형 이동이 전체 볼밀의 분쇄 성능감소를 나타낸다. 상술한 바와 같은 필수적인 문제점은 해결되지 않고 격벽 다이아프램의 단순한 이중 구조의 상술한 제안에 의해 극복되지 않을 것이다.
제 2 스크린판의 슬릿 간극을 6mm 보다 더 작게 제조하는 것은 현저한 개량점이다. 그러나, 슬릿 간극이 4mm 보다 더 작은 스크린판을 주조로 제조하는 것은 항상용이하지는 않다. 주죠 기술의 상태하에서, 블라인딩 및 편향과 같은단점들이 발생하기 쉬우며 주조 기술의 상태로 4mm 보다 더 작은 일정 슬릿 간극을 제조하여 유지시키는 것이 요구된다. 직경이 펀칭에 의해 4mm 보다 더 작은 다수의 때여 구멍을 갖는 철판을 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 상기 펀칭 구멍에 대해서 주조로 제조된 스크린판과는 아주 상이하며 펀칭 구멍상에 날카로운 모서리를 남긴다. 재료의 입자가 상기 날카로운 모서리에 의해 캐치되어서 구멍의 블라인딩에서 그 모서리에 부착되므로써 전체 장치의 작동을 정지시키는 경우도 있다. 이런 종류의 문제는 구멍 크기(즉, 구멍의 직경)가 더 작을때 발생하기 더 쉬우며, 부착 재료는 격벽 다이아프램의 해제 또는 대체와 같은 힘든 작업이 필요한 스크린판의 부식작용이 나타난다. 작동 정지의 연속 사건은 분쇄 공정 뿐만아니라 당연한 문제로서 전체 시멘트 공장의 제조 작업에도 중대한 영향을 끼친다.
본 발명은 상술된 문제점을 극복하기 위한 것이며 다중 분쇄실에서 분쇄 작용을 각각 균형 맞추기 적합한 볼밀을 사용하기 위한 새로운 혼합 격벽 다이아프램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 실행하기 위하여, 본 발명에 따른 혼합 격벽 다이아프램에는 사다리꼴형 단면의 미세 슬릿이 규칙적으로 배열되어 있으며 제 2 스크린판으로 제공된 망사체를 포함하며, 상기 망사체는 경미하게 이동 가능하도록 느슨하게 배치되어 있다.
상기 장치의 혼합 격벽 다이아프램에 있어서, 제 1 분쇄실과 마주보는 제 1 스크린판의 슬릿 간극이 종래 기술의 간극과 같은 크기이므로, 제 1 스크린판의 슬릿을 통해 일정량의 크기로 분쇄되는 재료는 연결실 내부로 이동한다.
그 다음에, 일정 입도가 망사체의 슬릿 간극보다 더 작은 재료만을 망사체의 슬릿을 통해 제 2 분쇄실안으로 이동하는 반면에 입도가 망사체의 메쉬보다 더 큰 재료는 제 1 분쇄실로 반송된다.
망사체에 사다리꼴형 단면의 미세 슬릿이 제공되어 있으므로, 종래 기술의 간극 즉 2mm 내외의 간극보다 훨씬더 작은 슬릿 간극을 만드는 것이 현재 가능하다는 것을 알 수 있다. 더우기, 각 슬릿의 단면이 역으로 경사져 있으므로, 날카로운 모서리에 의해 캐치된 재료의 입자에 의해 블라인딩을 발생시키는 문제점이 훨씬더 적다. 실제 조작에 있어서, 망사체가 느슨하게 배치되어 있으므로 상기 망사체는 볼밀의 회전에 따라 축 또는 원주방향으로 망사체 자체가 흔들리고, 따라서 일부분의 재료가 슬릿에 달라 붙을지라도 적층된 재료는 볼밀의 일회전동안 거의 완전히 제거된다.
결과로써, 재료의 양호한 균형 흐름은 슬릿의 미세 간극을 갖는 망사체에도 불구하고 블라인딩의 발생없이 부드럽게 달성된다.
제1도는 볼밀의 개념을 도시한 개략도로서, 이 도면의 좌측에서 공급되는 재료는 제 1 분쇄실(1)로 유입되어 대경의 볼밀의 회전과 함께 회전하는 동안 제 1 분쇄실로 흐르며, 일정한 입도로 분쇄된 재료만이 격벽 다이아프램(2)을 통하여 제 1 분쇄실로 이동한다. 제 1 분쇄실에 있어서, 상기 재료는 소경의 볼과 함께 미세하게 분쇄되어서 도면의 우측으로부터 최종 제품으로서 배출된다.
각 분쇄실에서 재료의 레벨은 제5도에 도시된 종래 기술과 비교하여 매우 작은 경사이고, 격벽 다이아프램 직전에 배치된 분쇄될 재료량은 종래 기술과 다르게될 다른 부분에서 충분히 보호된다.
그 결과, 망사체의 슬릿 간극은 종래 기술보다 더 작고, 슬릿에 재료의 부착과 그 블라인딩의 단점이 발생하지 않으므로, 일정한 입도로 먼저 분쇄될 재료만이 제 2 분쇄실로 일정하게 이송되며 이에 의해서 제 2 분쇄실의 분쇄 성능이 완전히 활용되고 전체 볼밀을 통하는 재료의 흐름의 균형 상태로 보호되어 분쇄 효율 또는 제조 능력이 크게 향상된다.
상기 혼합 격벽 다이아프램이 격벽 다이아프램으로부터 조합으로 사용될 제 1 분쇄실까지 유량을 조정하는 장치를 제공할때 재료 흐름의 평행 상태를 달성하기 위한 다른 미세한 조정이 달성된다. 상기 실시예에 있어서, 최적으로 미리 설정된 어떤 조건이 재료 성능의 변동으로 인해 최적이 아닌 조건으로 변경된다면, 쉽게 상기 변경을 수행하는 최적 조건을 다시 설정하는 것이 가능하다.
유량 조정기와 협동으로 사용하는 장점의 실시예를 참조하면, 직경 750mm, 길이가 2750mm 인 시험밀은 종래 기술과 비교하면 15% 이상의 동력 소비 감소를 나타내며, 현저한 에너지 절약을 달성한다. 다른 장점은 매끄럽고 평행하게 진행되는 재료 이송의 결과 과도하게 분쇄되는 것을 방지하는 성능이 있으며, 그에 의해 입도의 광범위한 분포없이 양질의 제품을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 첨부도면을 참조한 하기의 양호한 실시예의 설명에 명백히 나타날 것이다.
제2a도는 격벽 다이아프램(2)을 도시한 정면도이고, 제2b도는 이의 측면도이다. 제3도는 조립될 부품 및 부재들을 도시한 분해도이다.
격벽 다이아프램(partition diaphragm; 2)은 볼밀(ball mill)의 본체를 횡단하여 중심 코운(5)으로 부터 각각 방사상으로 여러 구역으로 분할 설치되어 있다. 설명의 편의상, 제2a도는 하나씩 겹쳐진 여러 부재로 구성된 격벽 다이아프램(2)을 도시하고 있으며, 분할된 팬형 구역의 각각은 중복 부재가 하나식 차례로 벗겨지도록 가정된 격벽 다이아프램의 다른 형상을 도시하고 있다.
격벽 다이아프램(2)에 있어서, 제 1 스크린판(21)은 제 1 분쇄실을 향하고 있으며, 스크린판(21)의 슬릿 간극은 4mm 보다 작지않고, 그 개구율은 두 분쇄실 사이에서 재료 레벨의 상기 균형을 고려하여 20 내지 40㎡ /톤(통과톤당)이다.
격벽 다이아프램(2)의 재료에 대하여, 편향 및/또는 블라인딩(blinding)을 발생시키기 어려운 저합금강 고크롬주철과 같은 내막멸성 재료는 볼의 충격에 대해 소성 변형으로부터 슬릿의 모서리를 보호하도록 하는 것이 바람직하다.
설치 아이(mounting eye; 22)가 구비된 고정판(23)은 제 1 스크린판(21)상에 배치되며 그런후 설치 아이(22)의 직경(D)보다 더 큰 직경(d)의 원형구멍(24)을 가지며 설치 아이(22)의 높이(H)보다 더 작은 두께(h)를 갖는 망사체(wire sieve; 25)는 설치 아이(22)안으로 결합적으로 삽입된다. 연결실(26)은 제2b도에 도시된 바와 같이 제 1 스크린판(21)과 망사체(25) 사이에 형성되고, 이 망사체의 형상과 설치상태는 예정성능을 달성하기 위해서 중요하다.
제4도는 망사체(25)의 실시예를 도시한 사시도이며, 이는 사다리꼴 단면 형상의 슬릿을 규칙적으로 개방시키기 위한 웨지 와이어(wedge wires; 27)와 웨지 와이어(27)를 선택적으로 지지하기 위한 지지 로드(28)로 구성되어 있다.
슬릿 간극은 2 내지 4mm 의 범위로 선택되므로 재료 레벨이 양 분쇄실에서 최적이 되도록 조정된다. 망사체의 슬릿 간극이 비교적 작고 가공 재료의 미세 입자에 의해 부착되기 쉬운것을 고려하면, 망사체는 매끄러운 표면을 갖는 부식 저항 재료로 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 점에서, 스테인레스강을 사용하는 것은 가장 실용적이다.
시브 지지체(29)는 구역의 전면적이 필요한 크기의 메쉬로 세로 및 가로로 굴곡되도록 망사체(25)상에 펼쳐져 있으며, 이 시브 지지체(29)는 고정 프레임(30)에 의해 더 고정되며, 그에 의하여 전 망사체(25)는 약간 그리고 자유롭게 이동 가능하도록 느슨하게 수용한다. 더우기, 지지판(31)은 격실(32)을 형성하도록 적용되고, 블라인드판(33)은 제 2 분쇄실과 직면하도록 지지되어 있다. 상기 부재들 모두 즉, 제 1 스크린판(21), 고정판(23), 망사체(25), 시브 지지체(29), 고정 프레임(30), 지지판(31) 및 블라인드판(33)등은 망사체(25)가 약간 이동할 수 있도록 부재의 설치구멍을 관통하는 볼트(33A)를 나사 체결에 의해 고정한다. 상기 구성의 볼밀에 있어서, 제 1 분쇄실로 부터 연결실(26)안으로 들어가는 재료중에서 망사체(25)를 관통하는 미세한 입자는 다이아프램실(32) 안으로 들어가고 그런후 볼밀의 회전에 의해 상향으로 움직이며, 또한 볼밀의 중심부에서 블라인드판(33)을 따라 이동한다.
제2a도 및 제2b도에 도시된 실시예에 있어서, 격실(32)을 통해 외주측으로부터 중심부를 향해 제공된 디스크 제어기(1)는 유량 조정기로 제공되도록 중심부에 대해 전후방으로 자유롭게 이동할 수 있도록 설치되어 있다. 제어 디스크(71)가 디스크 제어기(7)의 단부에 설치되어 있으므로, 상기 제어디스크(71)는 디스크 제어기(7)의 운동을 따라 전후 방향으로 이동한다. 다라서, 디스크 제어기(7)와 중심부 사이에 형성된 갭은 확대되고 감소되며 그결과 갭을 통과한 재료의 유량이 조절된다. 디스크 제어기(7)가 자유롭게 굴곡되도록 연결바(72)를 통해 중간 지점상에서 분기되어 있으므로 조절 기능에는 손실이 없으나 볼밀이 작동하는 중에 변형될지라도 유지된다.
연결실(26)안으로 유입된후에 망사체(25)를 통과하지 않는 중간정도의 입도는 연결실의 개구를 통해 제 1 분쇄실(1)로 다시 이송된다.
본 발명은 상술한 양호한 실시예의 기술에만 제한되지 않으며 다양한 변경 및 수정은 본 발명의 정신과 영역을 벗어남없이 본 발명내에서 가능하다는 것을 이해할 수 있다.

Claims (4)

  1. 볼밀을 2 이상의 분쇄실로 분할하고 제 1 분쇄실과 직면하는 제 1 스크린판과 연결실을 두개의 분쇄실 사이에 놓기 위해 제 2 분쇄실상에 설치된 제 2 스크린판을 구비한 볼밀용 혼합 격벽 다이아프램에 있어서, 상기 제 2 스크린판은 사다리꼴 단면 형상의 미세한 슬릿이 규칙적으로 설치되어 자유롭게 이동 가능하도록 느슨하게 배치된 망사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼밀용 혼합 격벽 다이아프램.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격벽 다이아프램은 방사 방향으로 여러 구역으로 분할되고, 설치 아이가 구비된 고정 프레임과, 상기 설치 아이 보다 더 큰 직경의 원형 구멍이 구비되고 설치 아이의 높이보다 더 작은 두께를 갖는 망사체와, 자유롭게 이동가능하도록 상기 망사체를 지지하는 시브 지지체와, 지지판 및, 블라인드판은 제 2 분쇄실을 향해 각 구역의 팬형 제 1 스크린판으로부터 차례로 배치되어서 상기 설치 아이와, 원형 구멍과, 망사체와, 시브 지지체와, 지지판 및 블라인드판 각각에 대해 공통인 설치 구멍을 통해 일반 볼트를 나사 체결함으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 볼밀용 혼합 격벽 다이아프램.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 1 스크린 판은 4mm 보다 작지않은 슬릿 간극을 갖는 내마모성 재료로 형성되고, 상기 망사체는 2 내지 4mm 범위의 슬릿 간극을 갖는 내식성 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 볼밀용 혼합 격벽 다이아프램.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제 1 스크린판은 4mm 보다 작지않은 슬릿 간극을 갖는 내마모성 재료로 형성되고, 상기 망사체는 2 내지 4mm 범위의 슬릿 간극을 갖는 내식성 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 볼밀용 혼합 격벽 다이아프램.
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