KR100528303B1 - 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈로서, 이 스로우 슈는, 수직축을 구비한 원심형 분쇄기용이고, 그 형상은, 그 작용면상에 상기 스로우 슈(1)의 포켓을 형성하는 1 개 또는 그 이상의 캐비티(3, 5)를 구비한 실질적으로 평행육면체 형상을 가지는 스로우 슈에 있어서, 상기 포켓 또는 포켓들의 주변의 모든 부분 또는 일부분은, 그 자체가 철 기재의 합금과 내마모성이 우수한 세라믹으로 형성되고 또한 스로우 슈가 주조되는 때에 인-사이츄(in situ)로 생성되는 복합재로 제조된 보강 구조물(6)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈.
Description
본 발명은, 수직축을 구비한 원심형 분쇄기(VSI 분쇄기라고 불리워짐)용의, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈(throw shoe) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전술된 원심형 분쇄기는 모든 종류의 재료들, 특히 암석 집합체를 분쇄하기 위한 종래 기술에 공지되어 있다. 상기 원심형 분쇄기는, 예컨대 채석장 및 시멘트 작업에서 사용된다. 이러한 원심형 분쇄기에는, 수직 베어링에 의해 지지되는 회전 테이블을 수납하고, 원심기의 중앙축을 중심으로 테이블을 회전시키는 수단을 포함하는 원통형 탱크가 포함된다. 또한, 상기 분쇄기에는, 원통형 탱크의 내부 수직벽상에서 상기 회전 테이블 주위로 배치된 일련의 앤빌(anvils) 뿐만 아니라, 상기 회전 테이블에 고정된 일련의 스로우 슈가 포함된다.
스로우 슈는, 일반적으로 주철로 만들어진 실질적으로 평행육면체의 형태이며, 분쇄기의 회전 테이블에 고정된다. 상기 테이블의 회전축을 향하는 스로우 슈의 면은 스로우 슈의 돌출부로 불리워지고, 원통형 탱크의 앤빌에 평행한 면은 스로우 슈의 출구면을 형성한다.
작용면으로 불리워지는 스로우 슈의 정면은, 분쇄될 재료와 마주치게 되고, 스로우 슈의 회전 방향으로 배면보다 앞선다.
스로우 슈의 정면쪽 작용면에는, 이 스로우 슈의 구조를 완전히 관통하지 않는 1 개 또는 그 이상의 캐비티(cavity)가 제공될 수 있다. 이러한 캐비티들은 스로우 슈의 포켓을 형성하고, 분쇄기가 회전할 때 상기 캐비티들이 채워진다.
분쇄 과정동안, 분쇄될 재료는 공지된 수단에 의해 회전 테이블의 중앙으로 부어진다. 원심력의 효과 및 스로우 슈의 작용면과의 충돌로 인해 상기 재료가 앤빌쪽으로 이동되고, 이 앤빌에 부딪혀서 분쇄된 후에 상기 재료는 분쇄된 형태로 분쇄기의 저부로 하강하게 되어 이 저부에서 제거된다. 상기 재료가 이동되는 동안, 상기 스로우 슈는 매우 높은 스트레스를 받게 되어, 결과적으로 급속히 마모되기 쉽다.
포켓이 사용된 스로우 슈에 있어서는, 포켓에 재료가 축적되기 때문에, 몇가지 적용에 있어서 상기 스로우 슈의 수명이 상당히 증가될 수 있다.
그러나, 이러한 유형의 스로우 슈에 있어서는, 상기 포켓의 출구 가장자리 부근에서, 즉 원심력에 의해 이동되는 입자들로 인해 마모가 가장 심한 지점에서 우선적으로 마모가 일어나는 것이 관찰된다.
문서 US 3,044,720 A 호에는, 포켓이 제공되고 이 포켓에는 부착판으로 구성된 보강재 형태의 보호 장치가 구비된 원심형 충돌 분쇄기가 개시되어 있다.
유사하게, 동일한 유형의 분쇄기로서, 문서 US 3,149,793 A 호에도 부착 보강판이 제안되어 있다.
문서 WO 89/04720 A 호에는, 앤빌 분쇄기에서 재료 출구 덕트용으로서 산화 알루미늄으로 제조된 세라믹 라이너(liner)가 제안되어 있다.
본 발명의 기술적 배경, 특히 분쇄기의 모양은 문서 US 3,346,203 A 호 및 US 4,787,564 A 호에서 설명될 수도 있다.
또한, 바람직하게는 텅스텐 카바이드로 제조된 세라믹 보강재를 포켓의 가장자리에 부착하려는 시도가 있어 왔다. 이러한 유형의 재료는 스로우 슈의 출구 부근에서 마모에 매우 잘 견딘다.
그럼에도 불구하고, 상기 스로우 슈의 초기 구멍의 외부에서, 종종 특정한 선택적 경로를 따라 국부적으로 마모가 생성된다. 이러한 선택적 마모 경로는 상기 스로우 슈의 전체 구조를 따라 전파하여, 결과적으로 보강재만이 거의 손상되지 않은 부재가 얻어진다.
게다가, 금속 재료 또는 더 큰 크기의 집합체와 같은 분쇄할 수 없는 재료가 분쇄기에 유입될 때, 상기 재료는 텅스텐 카바이드 세라믹 보강재를 파괴시킨다. 보강재가 깨지게 되면, 상기 스로우 슈를 지지하는 회전 테이블이 균형있게 작동하지 못하게 된다.
그래서, 상기 스로우 슈는 분쇄기의 임의의 진동을 피하기 위하여 제거 및 대치되어야 한다.
도 1 은 본 발명에 따라 2 개의 포켓을 구비한 스로우 슈의 사시도.
도 2 는 본 발명에 따라 1 개의 포켓을 구비한 스로우 슈를 나타내는 사진.
도 3 은 본 발명에 따라 2 개의 포켓을 구비한 스로우 슈를 나타내는 사진.
도 4 및 도 5 는 종래 기술에 따라 2 개의 포켓을 구비한 스로우 슈로서 선택적 마모점들을 나타내는 2 개의 사진.
본 발명의 목적은, 종래의 스로우 슈의 마모로부터 발생하는 단점들을 실질적으로 회피하거나 적어도 감소시키는 것이다. 더 상세하게, 본 발명의 목적은, 분쇄될 입자들의 충돌에 견디며 그 초기 구조로부터 더이상 거의 변형되지 않는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈를 설계하고, 또한 그러한 스로우 슈의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈로서, 이 스로우 슈는, 수직축을 구비한 원심형 분쇄기용이고, 그 형상은, 그 작용면상에 상기 스로우 슈의 포켓을 형성하는 1 개 또는 그 이상의 캐비티를 구비한 실질적으로 평행육면체 형상을 가지는 스로우 슈에 있어서, 상기 포켓 또는 포켓들의 주변의 모든 부분 또는 일부분은, 그 자체가 철 기재의 합금과 내마모성이 우수한 세라믹으로 형성되고 또한 스로우 슈가 주조되는 때에 인-사이츄(in situ)로 생성되는 복합재로 제조된 보강 구조물로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈가 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법으로서, 이 스로우 슈는, 수직축을 구비한 원심형 분쇄기용이고, 그 형상은, 그 작용면상에 상기 스로우 슈의 포켓을 형성하는 1 개 또는 그 이상의 캐비티를 구비한 실질적으로 평행육면체 형상을 가지는 스로우 슈의 제조방법에 있어서, 상기 포켓 또는 포켓들의 주변의 모든 부분 또는 일부분은, 그 자체가 철 기재의 합금과 내마모성이 우수한 세라믹 입자로 형성되고 또한 스로우 슈가 대상물의 본체를 형성하는 역할을 하는 액체금속의 침투에 의해 주조되는 때에 인-사이츄(in situ)로 생성되는 복합재로 제조된 보강 구조물로 제조되는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법이 제공된다.
그래서, 내마모성 세라믹 복합재로 제조된 보강재가 포켓을 구성하는 캐비티 주위에 형성되어, 스로우 슈의 출구 가장자리를 따라서 뿐만 아니라 포켓 또는 포켓들의 윤곽 주변으로도 보호 기능이 얻어진다. 이런 방법으로, 스로우 슈의 전체 구조는 부착 부재를 사용하지 않고서도 분쇄될 재료의 마모로부터 보호된다. 같은 방법으로, 정해진 기하학적 모양 및 크기를 갖는 정해진 수의 포켓에 적합한, 적절한 구조의 보강재는 포켓에서 또는 포켓들에서 재료가 중앙으로 오도록 하여 선택적 마모의 문제점들이 방지된다.
본 발명의 주요 특징은, 스로우 슈의 주조시에 인-사이츄로 생성되는 보강재를 구성하기 위하여, 철 기재의 합금(강 또는 주철) 및 세라믹으로써 형성된 복합재를 선택하는데 있다.
본 발명에 따른 보강재는, 산화알루미늄 및/또는 산화지르코늄에 기초하거나 또는 산화알루미늄-산화지르코늄에 기초하여 응집된 세라믹 입자들로부터 형성된 금속/세라믹 복합재로써 제조되는 것이 유리하며, 이 응집된 세라믹 입자들은 주조중에 대상물의 본체를 형성하는 역할을 하는 액체 금속에 의해 침투된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점들은, 본 발명의 다양한 실시예를 나타내는 이하의 설명 및 청구범위를 통해 명백해질 것이다.
도 1 에는, 본 발명에 따라 2 개의 포켓(3, 5)을 구비하고 일반적으로 도면 부호 1 로 나타내지는 스로우 슈가 도식적으로 도시되어 있으며, 이 스로우 슈에는, 일반적으로 도면부호 6 으로 식별되며 가는 평행선으로 도시된 복합 보강재가 포함된다.
상기 복합 보강재는 산화알루미늄-산화지르코늄 기재의 세라믹 입자들의 덩어리로써 제조되는 것이 바람직하다. 상기 세라믹 입자들은, 통상적으로 소결에 의한 전기융합에 의해서, 열분사에 의해서, 또는 상기 2 개의 구성요소들이 같이 융합되도록 하는 임의의 다른 공정에 의해서 제조된다.
상기 복합 보강재의 구조는, 포켓의 가장자리로부터 최소 5 mm 거리를 두고 스로우 슈의 포켓 주변의 둘레에서 제조되기 때문에, 스로우 슈의 출구(15)와 돌출부(13)뿐만 아니라 저부 가장자리(9)와 상부 가장자리(11)에서도 스로우 슈의 마모가 방지된다.
보충적인 보강 구조물(17)(역시 가는 평행선으로 도시됨)은 상기 스로우 슈(1)의 출구면상에 제공될 수도 있다.
도시된 것처럼 구조의 변형을 방지하기 위하여 복합 보강 구조물이 반드시 스로우 슈의 전체 폭, 길이 또는 깊이를 따라 배치될 필요는 없다.
도 2 및 도 3 에는, 상이한 모양을 갖는 2 개의 스로우 슈가 도시되어 있으며, 그중 하나는 1 개의 포켓을 구비하고 다른 하나는 2 개의 포켓을 구비하고 있다.
복합재 구조의 기하학적 모양은, 분쇄될 재료에 따라 선택되는 스로우 슈의 기하학적 모양에 맞추어진다.
도시된 것처럼, 한편으로는 스로우 슈의 전체 부재의 마모를 제한하고, 다른 한편으로는 스로우 슈가 주조되는 때에 보강 구조물이 인-사이츄로 생성되는 스로우 슈를 용이하게 제조할 수 있도록, 특별한 모양의 복합 구조물이 선택되었다.
그래서, 상기 스로우 슈는 부착 부재 없이, 마모에 현저하게 노출되는 영역에서는, 한편으로는 철 기재의 합금(강 또는 주철)으로부터 형성되고 다른 한편으로는 예견되는 사용 용도를 위하여 내마모성을 갖는 세라믹으로부터 형성된 복합재 기재의 구조물 형태로서 상기 스로우 슈에 일체성형되는 보강재를 포함하는 이종의 요소로 구성된다.
도 4 및 도 5 에는 종래 기술에 따라 2 개의 포켓을 구비한 스로우 슈의 사진들이 도시되어 있는데, 이 사진에서 보면 회전 테이블과 접촉하는 포켓의 하부 가장자리에서 뿐만 아니라 스로우 슈의 돌출부에서도 선택적 마모가 실질적으로 국소화되어 있다.
도 2 에 도시된 것처럼, 복합 보강재를 포함하는 스로우 슈가, 3 내지 40 mm 의 유입 입자 크기를 갖는 유문암을 분쇄하는 것과 관련하여 적용시키는데 있어서, 복합 보강재를 포함하지 않은 동일한 스로우 슈와 비교되었다.
복합 보강재를 포함하는 스로우 슈의 수명은 이 보강재를 포함하지 않은 동일한 스로우 슈의 수명의 2 배였다.
Claims (10)
1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈로서, 이 스로우 슈는, 수직축을 구비한 원심형 분쇄기용이고, 그 형상은, 그 작용면상에 상기 스로우 슈(1)의 포켓을 형성하는 1 개 또는 그 이상의 캐비티(3, 5)를 구비한 실질적으로 평행육면체 형상을 가지는 스로우 슈에 있어서, 상기 포켓 또는 포켓들의 주변의 모든 부분 또는 일부분은, 그 자체가 철 기재의 합금과 내마모성이 우수한 세라믹으로 형성되고 또한 스로우 슈가 대상물의 본체를 형성하는 역할을 하는 액체금속의 침투에 의해 주조되는 때에 인-사이츄(in situ)로 생성되는 복합재로 제조된 보강 구조물(6)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈.
제 1 항에 있어서, 인-사이츄(in situ)로 생성되는 상기 보강 구조물은, 상기 스로우 슈의 폭의 일부분, 길이의 일부분, 또는 깊이의 일부분만을 따라서 위치되는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보강 구조물이 스로우 슈의 포켓 또는 포켓들의 수, 크기, 및 기하학적 모양에 따라 맞추어지는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 포켓 또는 포켓들의 주변 둘레에 위치된 상기 보강 구조물은, 상기 스로우 슈의 출구면상에 위치되는 보충적인 보강 구조물(17)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보강 구조물을 구성하는 세라믹이 산화알루미늄, 산화지르코늄, 또는 산화알루미늄-산화지르코늄 기재의 응집된 세라믹 입자들로부터 형성되는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈.
1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법으로서, 이 스로우 슈는, 수직축을 구비한 원심형 분쇄기용이고, 그 형상은, 그 작용면상에 상기 스로우 슈(1)의 포켓을 형성하는 1 개 또는 그 이상의 캐비티(3, 5)를 구비한 실질적으로 평행육면체 형상을 가지는 스로우 슈의 제조방법에 있어서, 상기 포켓 또는 포켓들의 주변의 모든 부분 또는 일부분은, 그 자체가 철 기재의 합금과 내마모성이 우수한 세라믹 입자로 형성되고 또한 스로우 슈가 대상물의 본체를 형성하는 역할을 하는 액체금속의 침투에 의해 주조되는 때에 인-사이츄(in situ)로 생성되는 복합재로 제조된 보강 구조물(6)로 제조되는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법.
제 6 항에 있어서, 인-사이츄(in situ)로 생성되는 상기 보강 구조물은, 상기 스로우 슈의 폭의 일부분, 길이의 일부분, 또는 깊이의 일부분만을 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 보강 구조물이 스로우 슈의 포켓 또는 포켓들의 수, 크기, 및 기하학적 모양에 따라 맞추어지는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 포켓 또는 포켓들의 주변 둘레에 위치된 상기 보강 구조물은, 상기 스로우 슈의 출구면상에 위치되는 보충적인 보강 구조물(17)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 보강 구조물을 구성하는 세라믹이 산화알루미늄, 산화지르코늄, 또는 산화알루미늄-산화지르코늄 기재의 응집된 세라믹 입자들로부터 형성되는 것을 특징으로 하는, 1 개 또는 그 이상의 포켓을 구비한 스로우 슈의 제조방법.
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