KR101391351B1

KR101391351B1 - 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법

Info

Publication number: KR101391351B1
Application number: KR1020130126819A
Authority: KR
Inventors: 민원
Original assignee: 민원; 자연환경 주식회사; 금강도시환경 주식회사; 제주산업(주)
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-05-14

Abstract

본 발명은 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법에 관한 것으로 특히, 건설폐기물을 1차 크러셔를 통해 파쇄하는 공정과; 1차 파쇄된 폐기물로부터 고철과 토사, 폐목재 류 및 각종 이물질과 쓰레기를 분리 배출하고 소정 입경을 갖는 순환골재만 이송하는 공정과; 2차 크러셔를 이용하여 소정 입경을 갖는 순환골재로 파쇄하는 공정과; 고압의 물 분사를 통해 2차 파쇄된 순환골재에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 공정과; 체를 통해 정해진 입경 이상과 미만으로 분리하여 각각 게이트를 구비한 제 1 및 제 2 호퍼로 통과분과 잔류분으로 분리된 순환골재들을 포집하는 공정과; 상기 제 1 및 제 2 호퍼를 통해 순환골재를 입경별로 포집하던 중 어느 한 호퍼에서라도 소정레벨 이상으로 포집된 것으로 판단되면 제어부에서 해당 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔로 일정량 투입시켜 주는 공정과; 이어서 상기 제어부에서 하단 크러셔의 속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 파쇄하는 공정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에서는 입경이 큰 순환골재의 경우는 하단 크러셔의 구동속도를 낮게 하여 파쇄하고, 입경이 작은 순환골재의 경우는 상대적으로 높은 구동속도로 파쇄하여 순환골재 자체의 품질과 제품으로서의 균등성 및 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법{Mauufacturing Method of Recycled Aggregate controlling the Moter speed of Crusher}

본 발명은 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 건설폐기물을 여러 단계의 파쇄과정을 통해 순환골재로 생산하는 과정 중 체를 통해 입경이 큰 것과 작은 것으로 분리(즉, 입경별로 분리)하여 각각 게이트를 구비한 소정 체적의 서로 다른 호퍼에 포집한 다음 속도 조절 인버터에 의해 구동속도가 제어되는 모터를 구비한 하단 크러셔를 통해 파쇄하되, 입경이 큰 순환골재는 하단 크러셔의 구동속도를 속도를 낮게 하여 파쇄하고, 입경이 작은 순환골재는 상대적으로 높은 구동속도로 파쇄하여 순환골재의 품질과 제품 자체의 균등성 및 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.

친환경적 측면 및 자원의 재활용 측면에서 건설 및 건축 구조물을 해체할 때 발생되는 건설폐기물은 매립되지 않고 소정의 장소로 수집된 후 중간처리공정을 통해 양질의 자원으로 생산되고 있으며, 특히 건설폐기물의 폐콘크리트를 파쇄하고 선별하여 얻어진 순환골재는 도시와 지방 건축물의 재건축 활성화에 따른 다량의 구조물 해체에 의해 그 활용도가 크게 증가되고 있는 실정이다.

특히, 우리나라의 국토교통부에서는 「순환골재 품질기준」을 제정하여 시멘트 콘크리트용 등과 같은 높은 품질의 순환골재 생산을 통한 건설폐기물 활용의 고도화를 꾀하고 있으나 적정한 생산방법의 개발이 이루어지지 않아 도로 보조 기층용이나 매립용 등과 같은 부가가치가 낮은 용도로 재활용되고 있다.

상기 건설폐기물의 중간처리공정을 도 1을 참조하여 대략적으로 살펴보면, 수집된 건설폐기물은 1차 크러셔(1)에 의해 1차 파쇄되고, 전자석 선별기에 의해 고철이 분리 배출되며, 그 후 송풍과 회전으로 토사 및 이물질이 분리 배출되고, 진동 스크린에 의해 폐목재류 및 각종 쓰레기가 분리 배출된 후, 고압의 물 분사에 의해 기타의 이물질이 제거되며, 그런 다음 2차 크러셔(3) 및 하단 크러셔(8)를 통해 파쇄되어 순환골재로서 입형이 마무리되며, 선별기에 의해 다양한 크기의 순환골재가 연속공정으로 획득되게 된다.

이와 같은 다단계의 파쇄과정과 선별과정을 통해 연속생산되는 순환골재는 입경이 큰 것에는 시멘트 페이스트와 이물질 함유량이 적고, 입경이 작은 것에는 이의 함량이 커서 「순환골재 품질기준」에서는 다음 표와 같이 입경이 작은 순환 잔골재의 품질 기준을 낮게 설정하고 있는 실정있는 바, 굵은 입경과 잔입경에 대해 연속공정에 의한 파쇄에 의해서는 순환골재의 품질을 향상시키는데 한계가 있다.

순환골재의 품질기준 (국토 교통부)

	순환 굵은골재	순환 잔골재
비중	2.5 이상	2.2 이상
흡수율(%)	3.0 이하	5.0 이하
마모감량(%)	40 이하	-
입자모양판정실적률(%)	55 이상	53 이상
0.08㎜체 통과량 시험에서 손실된 양(%)	1.0 이하	7.0 이하
알카리 골재 반응	무해할 것
점토덩어리량(%)	0.2 이하	1.0 이하
안정성(%)	12 이하	10
이물질 함유량 (%)	유기이물질	1.0 이하 (용적)
이물질 함유량 (%)	무기이물질	1.0 이하 (질량)

그러나, 이와 같은 연속공정을 통해 획득된 순환골재라도 골재 표면에 부착된 시멘트 모르타르 및 이물질 등으로 인해 천연골재에 비해 골재의 입형 상태가 양호하지 못해 외관불량은 물론이고 현장 적용 시 골재 표면과 모르타르와의 부착력이 감소되며, 비중이 낮고 흡수율이 높아 콘크리트용과 같은 고품질의 용도에 활용되지 못하고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해결하기 위한 순환골재의 표면에 붙어 있는 몰타르를 제거하기 위한 여러 가지 장치가 제안되어 있으나, 기존의 표면 박리장치나 마모장치는 골재의 표면에 붙은 몰타르를 연속공정에 의해 일괄적으로 박리 및 마모시키므로 상기와 같은 방법과 공정에 의해서는 입경이 작은 것에는 시멘트 페이스트 및 이물질 함량이 상대적으로 높게 될 수밖에 없다.

또, 재활용 골재를 생산하는 시설에서는 폐콘크리트로 순환골재를 만들어내기 위한 파쇄장치가 별도로 구비되는 한편 순환골재의 표면을 박리하는 박리장치가 별도로 구비되어야 하므로 설치비용의 증가가 발생하고, 또한 골재의 표면박리 장치나 마모장치에서는 골재의 크기가 클 경우 이를 처리하지 못하는 문제가 있는 것이었다.

또한, 순환골재 중 입경이 클 경우 비중이 높고 흡수율이 낮으며 이물질 함량이 낮아 품질이 상대적으로 좋으므로 파쇄보다는 박리와 마모가 요구되는데 반하여, 입경이 작은 경우 비중이 낮고 흡수율이 높으며 이물질 함량이 많아 품질이 상대적으로 나쁘므로 파쇄 후 박리와 마모가 요구된다.

그런데, 종래에는 대부분 1차 크러셔(1)인 조 크러셔를 통해 1차 파쇄(예를 들어 최대 입경 50㎜ 정도)하고, 이어서 2차 크러셔(3)인 더블 조 크러셔를 통해 2차 파쇄(예를 들어 최대 입경 40㎜ 정도)한 다음 하단 크러셔(8)인 콘 크러셔를 통해 3차 파쇄(예를 들어 최대 입경 35㎜ 정도)한 후 최대 입경이 예를 들어 35㎜ 미만인 순환골재는 각종 표면박리장치나 마모장치를 이용하여 단순히 박리 또는 마모시켜 최대 입경이 예를 들어 25~30㎜ 정도가 되는 순환골재로 생산하는 방식을 채택하고 있다.

이와 같은 다단계의 연속공정으로 파쇄하는 크러셔는 모터에 의해 작동되는데 모터의 작동속도가 빨라 크러셔의 파쇄 속도가 작을 경우에는 골재의 파쇄작용은 작은데 반해, 마모와 박리 작용이 크고 파쇄속도가 높을 경우에는 이의 작용은 반대가 되는데 기존의 크러셔는 모터의 속도를 가변적으로 조절할 수 있는 기능이 없었다.

그러나 이와 같은 방식은 2차 또는 3차 파쇄가 완료된 순환골재들의 실재 입경 차에 따라서는 또 다른 파쇄공정을 요구하는 경우도 있음(즉, 순환골재의 특성을 고려해야 함)에도 불구하고, 입경 차에 무관하게 무조건 각종 표면박리장치나 마모장치를 이용하여 박리 또는 마모시키고 있어 최종 생산되는 순환골재의 품질이 저하될 우려가 있고, 또 동일한 품질을 얻을 수 없어 품질 변동이 크며, 생산 효율성도 저하되고, 특히 종래에는 순환골재의 특성을 고려하지 않고 있어 순환골재의 제조 및 생산방법이 불합리한 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록특허공보 10-0712077호(2007년 04월 20일) 2. 대한민국 등록특허공보 10-0804785호(2008년 02월 12일) 3. 대한민국 등록특허공보 10-0814086호(2008년 03월 10일)

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 건설폐기물을 파쇄하여 소정 입경을 갖는 순환골재로 생산하는 과정 중 1차 및 2차 파쇄하여 생성되는 순환골재를 체를 통해 20㎜ 이상과 20㎜미만의 입경별로 상호 분리하여 각각 게이트를 구비한 소정 체적의 호퍼에 각각 포집한 다음 속도 조절 인버터에 의해 구동속도가 제어되는 모터를 구비한 하단 크러셔를 통해 입경이 큰 순환골재의 경우는 속도를 낮게 하여 파쇄하고, 입경이 작은 순환골재의 경우는 상대적으로 높은 속도로 파쇄하여 순환골재 자체의 품질과 제품으로서의 균등성 및 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있는 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 수집된 건설폐기물을 1차 크러셔를 통해 파쇄하는 공정과; 1차 파쇄된 폐기물로부터 고철과 토사, 폐목재 류 및 각종 이물질과 쓰레기를 분리 배출하고 소정 입경을 갖는 순환골재만 이송하는 공정과; 2차 크러셔를 이용하여 소정 입경을 갖는 순환골재로 파쇄하는 공정과; 고압의 물 분사를 통해 2차 파쇄된 순환골재에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 공정과; 체를 통해 정해진 입경 이상과 미만으로 분리하여 각각 게이트를 구비한 소정 체적의 제 1 및 제 2 호퍼로 통과분과 잔류분으로 분리된 순환골재들을 포집하는 공정과; 상기 제 1 및 제 2 호퍼를 통해 순환골재를 입경별로 포집하던 중 어느 한 호퍼에서라도 소정레벨 이상으로 포집된 것으로 판단되면 제어부에서 해당 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔로 일정량 투입시켜 주는 공정과; 이어서 상기 제어부에서 하단 크러셔의 속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 파쇄하는 공정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제 1 및 제 2 호퍼 내에는 포집되는 순환골재의 상,하한 레벨을 각각 검지하여 제어부로 전달하는 상한 및 하한 레벨감지센서를 구비시킨 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 호퍼 내에 설치된 상한 및 하한 레벨감지센서의 상태신호를 검출하여 특정 호퍼에 포집된 순환골재의 레벨이 정해진 상한레벨 이상일 경우 해당 호퍼의 게이트를 열고 하한레벨일 경우 해당 호퍼의 게이트를 닫아줌과 동시에 속도 조절 인버터를 통해 상기 하단 크러셔에 설치되어 있는 구동 모터를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시켜 주는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 호퍼 중 어느 한 호퍼의 레벨이 상한레벨이어서 해당 호퍼의 게이트가 열려 해당 호퍼 내에 포집된 순환골재가 상기 하단 크러셔 내로 일정량 투입되고, 이어서 해당 입경의 순환골재가 하단 크러셔에 의해 파쇄되고 있는 동안 해당 호퍼를 포함하여 다른 호퍼의 게이트는 닫힌 상태를 유지하다가 해당 입경의 순환골재 파쇄가 완료되고 다른 호퍼 내 레벨이 상한레벨 이상이면 상한레벨 이상인 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔로 또 일정량 투입시켜 주는 공정과, 이어서 상기 하단 크러셔의 속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 파쇄하는 공정을 계속해서 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

이때, 하단 크러셔 내로 투입된 순환골재의 입경이 큰 경우는 상기 제어부에서 속도 조절 인버터를 통해 하단 크러셔의 구동속도를 낮춰 파쇄 작동시키고, 입경이 작은 순환골재의 경우는 입경이 큰 순환골재의 경우 대비 상대적으로 상기 하단 크러셔의 구동속도를 높여 파쇄 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 하단 크러셔는 속도 조절 인버터에 의해 구동속도가 제어되는 모터를 구비한 조 크러셔, 콘 크러셔나 앰팩트 크러셔, 롤 크러셔, 해머 크러셔를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법에 의하면, 건설폐기물을 파쇄하여 소정 입경을 갖는 순환골재로 생산하는 과정 중 1차 및 2차 크러셔를 각각 이용하여 1차 및 2차 파쇄하여 생성되는 순환골재를 체를 통해 20㎜ 이상과 20㎜미만의 입경별로 상호 분리하여 각각 게이트를 구비한 소정 체적의 호퍼에 각각 포집한 다음 속도 조절 인버터에 의해 구동속도가 제어되는 모터를 구비한 하단 크러셔(조 크러셔, 콘 크러셔, 앰팩트 크러셔, 롤 크러셔, 해머 크러셔 등을 포함함)를 통해 파쇄하되, 입경이 큰 순환골재의 경우는 구동속도를 낮게 하여 파쇄하고, 입경이 작은 순환골재의 경우는 상대적으로 높은 구동속도로 파쇄하여 순환골재 자체의 품질과 제품으로서의 균등성 및 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 종래 건설폐기물을 순환골재로 생산하는 공정도.
도 2는 본 발명 방법을 이용하여 순환골재를 생산하는 과정을 설명하기 위한 공정도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 방법을 이용하여 순환골재를 생산하는 과정을 설명하기 위한 공정도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명 방법은,

수집된 건설폐기물을 1차 크러셔(1)를 통해 파쇄하는 공정과;

1차 파쇄된 폐기물로부터 고철과 토사, 폐목재 류 및 각종 이물질과 쓰레기를 분리 배출하고 소정 입경을 갖는 순환골재만 이송하는 공정과;

2차 크러셔(3)를 이용하여 소정 입경을 갖는 순환골재로 파쇄하는 공정과;

고압의 물 분사를 통해 2차 파쇄된 순환골재에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 공정과;

체(5)를 통해 정해진 입경 이상과 미만으로 분리하여 각각 게이트(G)를 구비한 소정 체적의 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7)로 통과분과 잔류분으로 분리된 순환골재들을 포집하는 공정과;

상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7)를 통해 순환골재를 입경별로 포집하던 중 어느 한 호퍼에서라도 소정의 상한레벨 이상으로 포집된 것으로 판단되면, 제어부(9)에서 해당 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔(8)로 일정량 투입시켜 주는 공정과;

이어서 상기 제어부(9)에서 속도 조절 인버터(10)를 통해 하단 크러셔(8)의 구동속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 구동속도로 작동시키며 파쇄하는 공정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 내에는 포집되는 순환골재의 상,하한 레벨을 각각 검지하여 제어부(9)로 전달하는 상한 및 하한 레벨감지센서(HS)(LS)를 구비시킨 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부(9)는 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 내에 설치된 상한 및 하한 레벨감지센서(HS)(LS)의 상태신호를 검출하여 특정 호퍼에 포집된 순환골재의 레벨이 정해진 상한레벨 이상일 경우 해당 호퍼의 게이트를 열고 하한레벨일 경우 해당 호퍼의 게이트를 닫아줌과 동시에 속도 조절 인버터(10)를 통해 상기 하단 크러셔(8)에 설치되어 있는 구동 모터(M)를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 구동속도로 작동시켜 주는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 중 어느 한 호퍼의 레벨이 상한레벨이어서 해당 호퍼의 게이트가 열려 해당 호퍼 내에 포집된 순환골재가 상기 하단 크러셔(8) 내로 일정량 투입되고, 이어서 해당 입경의 순환골재가 하단 크러셔(8)에 의해 파쇄되고 있는 동안 해당 호퍼를 포함하여 다른 호퍼의 게이트는 닫힌 상태를 유지하다가 해당 입경의 순환골재 파쇄가 완료되고 다른 호퍼 내 레벨이 상한레벨 이상이면 상한레벨 이상인 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔(8)로 또 일정량 투입시켜 주는 공정과,

이어서 상기 하단 크러셔(8)의 구동속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 구동속도로 작동시키며 파쇄하는 공정을 계속해서 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

이때, 하단 크러셔(8) 내로 투입된 순환골재의 입경이 큰 경우는 상기 제어부(9)에서 속도 조절 인버터(10)를 통해 하단 크러셔(8)의 구동속도를 낮춰 파쇄 작동시키고,

입경이 작은 순환골재의 경우는 입경이 큰 순환골재의 경우 대비 상대적으로 상기 하단 크러셔(8)의 구동속도를 높여 파쇄 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 하단 크러셔(8)는 속도 조절 인버터(10)에 의해 구동속도가 제어되는 모터(M)를 구비한 조 크러셔, 콘 크러셔나 앰팩트 크러셔, 롤 크러셔, 해머 크러셔를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 공정으로 이루어진 본 발명의 순환골재 생산방법에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 방법을 이용하여 순환골재를 생산하기 위한 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산장치를 필요로 하게 된다.

이와 같이 본 발명 방법을 적용하기 위한 순환골재 생산장치는 크게 도 2와 같이, 1차 크러셔(1)와 이물질 분리장치(2), 2차 크러셔(3), 이물질 제거장치(4), 체(5), 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7), 하단 크러셔(8) 및 제어부(9)를 포함하게 된다.

이때, 상기 1차 크러셔(1)는 수집된 건설폐기물을 소정 입경으로 파쇄하는 기능을 수행하는 것으로 통상 조 크러셔를 사용하게 된다.

또, 상기 이물질 분리장치(2)는 상기 1차 크러셔(1)의 후방부에 설치되어 1차 파쇄된 폐기물로부터 고철과 토사, 폐목재 류 및 각종 이물질과 쓰레기를 분리 배출하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 2차 크러셔(3)는 이물질 분리장치(2)의 후방부에 설치되어 상기 이물질 분리장치(2) 통해 1차적으로 이물질이 분리된 순환골재를 재차 파쇄하는 기능을 수행하는 것으로 통상 더블 조 크러셔를 사용하게 된다.

또, 상기 이물질 제거장치(4)는 상기 2차 크러셔(3) 후방부에 설치되어 고압의 물 분사를 통해 상기 2차 크러셔(3)에 의해 파쇄된 순환골재에 포함되어 있는 각종 이물질을 2차적으로 제거하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 체(5)는 소정 메쉬를 갖는 망을 구비하고 상기 이물질 제거장치(4)의 후방부에 설치되어 이물질 제거장치(4)를 통해 2차적으로 이물질이 제거된 2차 파쇄 순환골재를 정해진 입경 이상과 미만으로 분리하여 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 내로 투입시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

또, 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7)는 내부에 상한 및 하한 레벨감지센서(HS)(LS)가 구비되고 저부에 출구에는 게이트(G)를 구비한 구성을 갖고 상기 체(5)를 통해 분리된 순환골재를 각각 통과분과 잔류분으로 분리 포집하여 차후 하단 크러셔(8)로 각각 투입시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 하단 크러셔(8)는 속도 조절 인버터(10)에 의해 구동속도가 제어되는 모터(M)를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 중 어느 한 호퍼에서 소정 입경의 순환골재가 일정량씩 투입되면 제어부(9)의 제어를 받아 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동하며 최종 순환골재로 파쇄하는 기능을 수행하게 된다.

이때, 상기 하단 크러셔(8)로는 조 크러셔, 콘 크러셔, 앰팩트 크러셔, 롤 크러셔, 해머 크러셔 중 어느 크러셔를 사용하여도 무방한데, 단 구동 모터(M)의 구동속도가 속도 조절 인버터(10)에 의해 제어될 수만 있으면 된다.

또한, 상기 제어부(9)는 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 내에 설치된 상한 및 하한 레벨감지센서(HS)(LS)의 상태신호를 검출하여 특정 호퍼에 포집된 순환골재의 레벨이 정해진 레벨 이상일 경우 해당 호퍼의 게이트를 정해진 시간 동안 열어줌과 동시에 속도 조절 인버터(10)를 통해 상기 하단 크러셔(8)에 설치되어 있는 구동 모터(M)를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

이때, 상기 속도 조절 인버터(10)는 상기 제어부(9)의 출력신호에 대응하여 하단 크러셔(8)에 구비된 모터(M)에 공급되는 구동전압을 서로 다르게 공급시켜 모터의 구동속도가 서로 다르도록 하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 상기한 순환공재 생산장치를 이용한 본 발명 방법 즉, 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법은, 크게 수집된 건설폐기물을 1차 파쇄하는 공정과; 고철과 토사, 폐목재 류 및 각종 이물질과 쓰레기를 분리 배출하는 공정; 순환골재로 2차 파쇄하는 공정; 2차 파쇄된 순환골재에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 공정; 체(5)를 통해 정해진 입경 이상과 미만으로 분리하여 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7)에 포집하는 공정; 소정레벨 이상으로 포집된 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔(8)로 일정량 투입하는 공정 및; 하단 크러셔(8)의 속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 파쇄하는 공정으로 이루어진 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 본 발명 방법 중 수집된 건설폐기물을 1차 파쇄하는 공정은, 일반적으로 조 크러셔 등을 포함하는 1차 크러셔(1)를 이용하여 실시하는 것으로, 통상 수집된 건설폐기물을 최대 입경 50㎜ 정도로 파쇄하게 된다.

또, 상기와 같이 1차 파쇄된 건축폐기물은 소정 형상을 갖는 이물질 분리장치(2)를 통과하며 고철과 토사, 폐목재 류 및 각종 이물질과 쓰레기가 분리 배출되어 소정 입경을 갖는 순환골재만 2차 파쇄 공정으로 이송된다.

또한, 상기 2차 파쇄 공정은 일반적으로 더블 조 크러셔 등을 포함하는 2차 크러셔(3)를 이용하여 실시하는 것으로, 통상 1차 파쇄된 건축폐기물을 최대 입경 40㎜ 정도가 되도록 파쇄하게 된다.

이와 같이 2차 파쇄된 소정 입경의 순환골재는 고압의 물 분사하는 구조를 갖는 이물질 제거장치(4)를 통해 2차 파쇄된 순환골재에 포함되어 있는 각종 이물질이 제거되는데, 여기까지의 공정은 종래 순환골재 생산방법과 동일하다.

한편, 본 발명에서는 상기와 같이 이물질까지 제거된 2차 파쇄 순환골재를 일정 메쉬를 갖는 체(5)에 투입시켜 정해진 입경(최대 입경 20㎜) 이상과 미만으로 분리하여 각각 게이트(G)를 구비하고 있는 소정 체적의 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7)로 분리(즉, 통과분과 잔류분으로 분리)하여 연속해서 전달하게 된다.

이와 같이 상기 체(5)를 통해 연속해서 분리되는 통과분과 잔류분의 순환골재를 각각 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7)에서 연속해서 입경별로 포집하고 있을 때, 상기 제어부(9)에서는 각각의 호퍼 내에 설치되어 있는 상한 및 하한 레벨감지센서(HS)(LS)를 통해 포집되고 있는 순환골재의 량을 검출하게 된다.

이와 같이 상기 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 내에 포집되고 있는 순환골재의 량을 검출하고 있던 중 상기 제어부(9)에서 어느 한 호퍼에서라도 소정레벨 이상(즉, 상한레벨 이상)으로 포집된 것으로 판단되면 해당 호퍼에 설치되어 있는 게이트를 열어 하단 크러셔(8)로 일정량 투입시켜 주게 된다.

이어서 상기 제어부(9)에서 속도 조절 인버터(10)를 통해 하단 크러셔(8)의 구동 모터(M)에 공급되는 전압을 제어하여 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 순환골재를 파쇄하게 된다.

이때, 하단 크러셔(8) 내로 투입된 순환골재의 입경이 큰 경우는 박리 및 마모가 요구되는 순환골재로 인식하고 상기 제어부(9)에서 하단 크러셔(8)의 파쇄속도를 낮게 작동(예를 들어 180rpm으로 작동)시키고, 입경이 작은 순환골재의 경우는 파쇄 후 박리와 마모를 요구하는 순환골재로 인식하고 상기에서 언급한 입경이 큰 순환골재의 경우 대비 상대적으로 상기 하단 크러셔(8)의 파쇄속도를 높게 작동(예를 들어 240rpm으로 작동)시키게 됨으로써 순환골재 자체의 품질과 제품으로서의 균등성 및 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제어부(9)에서는 제 1 및 제 2 호퍼(6)(7) 중 어느 한 호퍼의 레벨이 상한 레벨이어서 해당 호퍼의 게이트가 열려 해당 호퍼 내에 포집된 순환골재가 상기 하단 크러셔(8) 내로 일정량 투입되고, 이어서 해당 입경의 순환골재가 하단 크러셔(8)에 의해 파쇄되고 있는 동안 해당 호퍼를 포함하여 다른 호퍼의 게이트는 닫힌 상태를 유지하다가 해당 입경의 순환골재 파쇄가 완료되고 다른 호퍼 내 레벨이 일정레벨인 상한레벨 이상이면 상한레벨 이상인 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔(8)로 또 일정량 투입시켜 주게 된다.

이어서 상기 하단 크러셔(8)의 속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 파쇄하는 공정을 계속해서 반복 수행함으로써 계속 투입되고 있는 모든 건설폐기물을 지속적으로 순환골재로 생산해 낼 수 있다.

이때, 상기 하단 크러셔(8)를 통해 최종적으로 파쇄된 잔류분 및 통과분은 풍력 및 물 등으로 이용하여 최종 순환골재로 선별된 다음 각각 사용하고자 하는 목적나 장소 등의 특성에 맞게 적절한 비율로 혼합되어 실제 순환골재로 사용하게 된다.

이하, 본 발명 방법을 이용한 순환골재 생산시험을 하기 위해 하단 크러셔(8)로 2개의 콘 크러셔를 적용하되, 상기 각각의 콘 크러셔에 서로 다른 입자를 갖는 순환골재를 투입함은 물론 모터의 구동속도 역시 각각 180rpm과 240rpm으로 수동으로 조절한 상태에서 시험해 본 결과를 설명하면 다음과 같다.

예를 들어 2차 크러셔(3)로 더블 조 크러셔를 사용하여 생산한 순환골재 중 20㎜ 체(5)를 통과하지 못한 잔류분은 180rpm의 구동속도를 갖는 모터(M)가 구비된 콘 크러셔에 투입하고, 20㎜ 체(5)를 통과한 통과분은 240rpm의 구동속도를 갖는 모터(M)가 구비된 콘 크러셔에 투입하여 각각 파쇄하고 이들을 혼합하여 본 발명 방법에 의한 순환골재로 생산하였다.

또, 대조군에 대한 기본값을 설정하기 위해 콘 크러셔의 구동 모터를 180rpm과 240rpm의 구동속도로 각각 조정하여 20㎜ 체로 나누지 않고 연속공정에 의해 각각의 구동속도에서 생산시험을 실시하였다.

또한, 실내 시험 방법을 채택하되, 실내시험은 KS규정에 의해 입도, 비중, 흡수율, 0.08㎜체 손실량, 이물질 함유량을 시험하였다.

상기와 같은 상태에서 본 발명이 적용된 입경별 파쇄와, 180rpm 전체파쇄 및 240rpm 전체파쇄에 대한 실내 시험한 결과 다음 [표 2] 및 [표 3] 와 같았다.

① 입도 시험 결과

항목	40㎜	25㎜	15㎜	5㎜	2.5㎜	평가
본 발명 입경별 파쇄	100	98	45	9	4	OK
180rpm 전체파쇄	100	93	65	8	2	NG
240rpm 전체파쇄	100	100	80	12	7	NG
시방기준	100	95∼100	25∼60	0∼10	0∼5

● 180rpm 전체 파쇄에서는 파쇄량이 적고 마모량이 많아 25㎜ 체와 15㎜ 체에서 불합격임을 알 수 있다.

● 240rpm 전체 파쇄에서는 파쇄량이 크고 마모량이 작아 5㎜ 체와 2.5㎜체에서 불합격임을 알 수 있다.

● 본 발명 방법을 적용한 경우 입경별 파쇄와 혼합에 의해 적정한 파쇄와 마모 작용에 의해 시방기준에 적합한 입도를 나타냄을 알 수 있다.

② 물리적 특성 시험

항목	본 발명 입경별 파쇄	180rpm 전체파쇄	240rpm 전체파쇄	콘크리트용 시방기준
비중	2.54	2.38	2.40	2.5이상
흡수율(%)	2.8	6.4	4.8	3.0이하
0.08체 손실량(%)	0.5	1.6	2.1	1.0이하
유기이물질 함유량(%)	0.1	1.8	1.7	1.0이하
무기이물질 함유량(%)	0.2	1.7	1.4	1.0이하
평가	OK	NG	NG

● 180rpm 전체파쇄에서 마모작용은 일부 있으나 파쇄작용이 작으므로 시멘트 페이스트와 이물질 분리 작용이 작아 비중, 흡수율, 이물질 함유량에서 가장 나쁜 성과를 나타냄을 알 수 있다.

● 240rpm 전체 파쇄에서는 파쇄작용이 일부 있으나 마모작용이 작아 콘크리트용 순환골재 시방기준에 모두 불합격하나 180rpm 전체파쇄보다는 나은 성과를 나타냄을 알 수 있다.

● 본 발명 방법을 통해 입경별 파쇄에서 20㎜ 이상의 순환골재는 표면 마모 작용을 보다 더 크게 작용시키고 20㎜ 이하의 순환골재는 파쇄를 통해 시멘트 페이스트와 이물질을 적극적으로 분리시키므로 시방기준에 모두 합격함을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 순환골재를 체를 통해 20㎜ 이상과 20㎜미만의 입경별로 상호 분리하여 각각 게이트를 구비한 소정 체적의 호퍼에 각각 포집한 다음 속도 조절 인버터에 의해 구동속도가 제어되는 모터를 구비한 하단 크러셔를 통해 파쇄하되, 입경이 큰 순환골재의 경우는 구동속도를 낮게 하여 파쇄하고, 입경이 작은 순환골재의 경우는 상대적으로 높은 구동속도로 파쇄하여 줌으로써 상기한 시험결과에서 알 수 있듯이 순환골재 자체의 품질과 제품으로서의 균등성 및 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1 : 1차 크러셔 2 : 이물질 분리장치
3 : 2차 크러셔 4 : 이물질 제거장치
5 : 체 6, 7 : 제 1 및 제 2 호퍼
8 : 하단 크러셔 9 : 제어부
10 : 속도 조절 인버터
G : 게이트 M : 모터
HS : 상한 레벨감지센서 LS : 하한 레벨감지센서

Claims

수집된 건설폐기물을 1차 크러셔를 통해 파쇄하는 공정과;
1차 파쇄된 폐기물로부터 고철과 토사, 폐목재 류 및 각종 이물질과 쓰레기를 분리 배출하고 소정 입경을 갖는 순환골재만 이송하는 공정과;
2차 크러셔를 이용하여 소정 입경을 갖는 순환골재로 파쇄하는 공정과;
고압의 물 분사를 통해 2차 파쇄된 순환골재에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 공정과;
체를 통해 정해진 입경 이상과 미만으로 분리하여 각각 게이트를 구비한 소정 체적의 제 1 및 제 2 호퍼로 통과분과 잔류분으로 분리된 순환골재들을 포집하는 공정과;
상기 제 1 및 제 2 호퍼를 통해 순환골재를 입경별로 포집하던 중 어느 한 호퍼에서라도 소정레벨 이상으로 포집된 것으로 판단되면 제어부에서 해당 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔로 일정량 투입시켜 주는 공정과;
이어서 상기 제어부에서 하단 크러셔의 속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 파쇄하는 공정;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 호퍼 내에는 포집되는 순환골재의 상,하한 레벨을 각각 검지하여 제어부로 전달하는 상한 및 하한 레벨감지센서를 구비시킨 것을 특징으로 하는 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 호퍼 내에 설치된 상한 및 하한 레벨감지센서의 상태신호를 검출하여 특정 호퍼에 포집된 순환골재의 레벨이 정해진 상한레벨 이상일 경우 해당 호퍼의 게이트를 열고 하한레벨일 경우 해당 호퍼의 게이트를 닫아줌과 동시에 속도 조절 인버터를 통해 상기 하단 크러셔에 설치되어 있는 구동 모터를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시켜 주는 것을 특징으로 하는 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 호퍼 중 어느 한 호퍼의 레벨이 상한레벨이어서 해당 호퍼의 게이트가 열려 해당 호퍼 내에 포집된 순환골재가 상기 하단 크러셔 내로 일정량 투입되고, 이어서 해당 입경의 순환골재가 하단 크러셔에 의해 파쇄되고 있는 동안 해당 호퍼를 포함하여 다른 호퍼의 게이트는 닫힌 상태를 유지하다가 해당 입경의 순환골재 파쇄가 완료되고 다른 호퍼 내 레벨이 상한레벨 이상이면 상한레벨 이상인 호퍼의 게이트를 열어 하단 크러셔로 또 일정량 투입시켜 주는 공정과, 이어서 상기 하단 크러셔의 속도를 현재 투입된 순환골재의 입경에 대응하여 정해진 속도로 작동시키며 파쇄하는 공정을 계속해서 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법.
청구항 1에 있어서,
상기 하단 크러셔 내로 투입된 순환골재의 입경이 큰 경우는 상기 제어부에서 속도 조절 인버터를 통해 하단 크러셔의 구동속도를 낮춰 파쇄 작동시키고,
입경이 작은 순환골재의 경우는 입경이 큰 순환골재의 경우 대비 상대적으로 상기 하단 크러셔의 구동속도를 높여 파쇄 작동시키는 것을 특징으로 하는 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법.
청구항 1에 있어서,
상기 하단 크러셔는 속도 조절 인버터에 의해 구동속도가 제어되는 모터를 구비한 조 크러셔, 콘 크러셔나 앰팩트 크러셔, 롤 크러셔, 해머 크러셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 크러셔의 구동속도 조절에 의한 순환골재 생산방법.