KR101637835B1 - 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법 - Google Patents

철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법 Download PDF

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윤준철
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법에 관한 것으로, 겉보기 밀도가 일정하지 않은 철계 분말을 순차적으로 불출하는 수분사 설비; 및 상기 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 겉보기 밀도가 일정하게 혼합하여 불출하는 제1 균질화 설비를 포함하는 상공정 시스템; 및 상기 상공정 시스템에 불출된 철계 분말을 환원시켜 분쇄하는 분쇄기; 및 상기 분쇄된 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 목표 겉보기 밀도가 되게 혼합하여 불출하는 제2 균질화 설비를 포함하는 하공정 시스템;을 포함한다.

Description

철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ADJUSTING APPARENT DENSITY WHEN PRODUCING IRON-BASED POWDER}
본 발명은 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철계 분말의 겉보기 밀도를 균질화 시 예측하여 품질 편차를 최소화 시킬 수 있도록 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철계 분말은 철을 작은 입자의 집합체로서 여러 용도로 사용할 수 있게 만든 분말이다. 상기 철계 분말을 만드는 방식은 여러 가지가 있는데, 그중 수분사 방식과 환원 방식이 많이 사용되고 있다.
상기 환원 방식은 철계 분말에 코크스와 석회석 등을 적절히 이용하여 1200도 정도에서 발열 반응을 시키면서 환원을 하여 철 성분을 얻는 것을 말한다. 상기 철계 분말에는 철과 여러 가지 산화물이 뒤섞여 있는데, 환원 과정을 거치면서 산화물 중에 산소가 빠져나가게 된다.
상기 수분사 방식은 스크랩(고철)을 용탕에 넣고, 전기를 이용하여 녹인 쇳물을 로에 부으면, 상기 로에 형성된 작은 구멍의 노즐을 따라서 얇게 흐르게 되는데, 여기에 고압의 물을 분사함으로써 쇳물이 부서지면서 동시에 급냉을 하게 됨으로써 분말이 만들어지는 방식이다.
상기 환원 방식으로 만들어진 철계 분말은 내부에 기공이 많으며, 따라서 비표면적이 크게 된다. 반면에 상기 수분사 방식으로 만들어진 철계 분말은 대체로 둥근 형태이며 표면이 좀 불규칙 적이기는 하지만 내부 기공은 거의 없으며, 다양한 공정변수가 복합적으로 적용되는 기술로써 해외 선진사에서도 공정기술이 엄격히 보호하고 있는 실정이다
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2010-0122339호(2010.11.22.공개, 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치 및 이를 이용한 측정 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면 철계 분말의 겉보기 밀도를 균질화 시 예측하여 품질 편차를 최소화 시킬 수 있도록 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템은, 겉보기 밀도가 일정하지 않은 철계 분말을 순차적으로 불출하는 수분사 설비; 및 상기 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 겉보기 밀도가 일정하게 혼합하여 불출하는 제1 균질화 설비를 포함하는 상공정 시스템; 및 상기 상공정 시스템에 불출된 철계 분말을 환원시켜 분쇄하는 분쇄기; 및 상기 분쇄된 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 목표 겉보기 밀도가 되게 혼합하여 불출하는 제2 균질화 설비를 포함하는 하공정 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 제2 균질화 설비를 통해 혼합되어 불출된 철계 분말을 뒤섞어 한데 합하여 일정 단위로 불출하는 혼합기;를 더 포함하고, 상기 제1 균질화 설비 및 제2 균질화 설비에서의 혼합은 각 호파에서 겉보기 밀도가 다른 분말을 일정 양씩 불출하여 합하는 것을 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 분쇄기는, 철계 분말의 겉보기 밀도가 낮거나 높은 정도에 따라 분쇄기의 분쇄 속도나 분쇄 간격이 증가, 유지, 또는 감소되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 균질화 설비 및 제2 균질화 설비는, 각기 다음 수학식 1과 같은 겉보기 밀도 예측 계산식을 이용해 원하는 목표 겉보기 밀도가 되도록 분말의 혼합 비율을 결정하여 철계 분말을 혼합하여 불출하는 것을 특징으로 한다.
(수학식 1)
Figure 112015050426962-pat00001
여기서, A,B는 각 호파에 저장되는 철계 분말의 겉보기 밀도, 분말 총중량은 혼합 배출되는 분말의 총중량, 호파중량은 각 호파에서 혼합을 위해 분배되어 배출되는 분말 중량을 의미한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 방법은, 상공정 시스템과 하공정 시스템을 포함하는 시스템에서 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 방법에 있어서, 상기 상공정 시스템의 수분사 설비가 겉보기 밀도가 일정하지 않은 철계 분말을 순차적으로 불출하는 단계; 상기 상공정 시스템의 제1 균질화 설비가 상기 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 겉보기 밀도가 일정하게 혼합하여 불출하는 단계; 상기 하공정 시스템의 환원로가 상기 상공정 시스템에서 불출된 철계 분말을 환원시키는 단계; 상기 하공정 시스템의 분쇄기가 상기 환원된 철계 분말을 분쇄하는 단계; 및 상기 하공정 시스템의 제2 균질화 설비가 상기 분쇄된 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 목표 겉보기 밀도가 되게 혼합하여 불출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 하공정 시스템의 혼합기가 상기 제2 균질화 설비를 통해 혼합되어 불출된 철계 분말을 뒤섞어 한데 합하여 제품 포장에 알맞은 일정 단위로 불출하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제1 균질화 설비 및 제2 균질화 설비에서의 혼합은 각 호파에서 겉보기 밀도가 다른 분말을 일정 양씩 불출하여 합하는 것을 의미하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 환원된 철계 분말을 분쇄하는 단계는, 하공정 시스템 관리서버가 사용자나 상위 시스템으로부터 철계 분말의 목표 겉보기 밀도를 설정 받는 단계; 상기 하공정 시스템 관리서버가 상기 분말의 목표 겉보기 밀도에 대응하여 상기 분쇄기의 분말 분쇄속도를 조정하는 단계; 상기 하공정 시스템 관리서버가 상기 분쇄되는 철계 분말의 겉보기 밀도를 중간 점검하는 단계; 및 상기 중간 점검 결과에 따라, 실제 분쇄되는 철계 분말의 겉보기 밀도가 목표 겉보기 밀도와 일치하지 않으면, 상기 하공정 시스템 관리서버가 실제 분쇄되는 분말의 겉보기 밀도에 대응하여 상기 분쇄기의 분쇄속도를 다시 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 철계 분말의 겉보기 밀도를 균질화 시 예측하여 품질 편차를 최소화 시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철계 분말 생산 시 철계 분말의 겉보기 밀도를 조절하는 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 제1 균질화 설비의 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 제2 균질화 설비의 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 제1 균질화 설비에서의 분말의 혼합 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 상기 도 1에 있어서, 제2 균질화 설비에서의 분말의 혼합 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 상기 도 1에 있어서, 분쇄기의 분쇄 속도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철계 분말 생산 시 철계 분말의 겉보기 밀도를 조절하는 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도이고, 도 2는 상기 도 1에 있어서, 제1 균질화 설비의 동작을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 상기 도 1에 있어서, 제2 균질화 설비의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 철계 분말의 겉보기 밀도를 조절하는 시스템은, 상공정을 수행하는 시스템(이하 상공정 시스템)과 하공정을 수행하는 시스템(이하 하공정 시스템)으로 구분된다.
상기 상공정 시스템은 수분사 설비(110) 및 제1 균질화 설비(120)를 포함한다.
상기 상공정 시스템의 관리 서버(미도시)는 상기 수분사 설비(110)를 통해 생산된 로트(LOT)별 철계 분말(이하, 간단히 분말이라고 기재할 수도 있음)을 상기 제1 균질화 설비(120)를 통해 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 호파(hopper)에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 분말을 겉보기 밀도 편차가 최소화되도록(즉, 겉보기 밀도가 일정하도록) 혼합하여 불출한다(즉, 출력하거나 내어준다)(도 2 참조).
본 실시예에서는 설명의 편의상 상기 상공정 시스템에서의 겉보기 밀도 단계를 7단계로 구분하여 설명한다. 그러나 이에 한정하지 않고 실시예에 따라 더 많거나 적은 단계로 구분될 수도 있다.
상기 하공정 시스템은 환원로(210), 분쇄기(220), 제2 균질화 설비(230), 혼합기(240), 및 포장 설비(250)를 포함한다.
상기 하공정 시스템은 상기 상공정 시스템의 제1 균질화 설비(120)를 통해 겉보기 밀도 편차가 최소화되도록(즉, 겉보기 밀도가 일정하도록) 혼합하여 불출된 분말을 환원시켜 생산된 분말을 상기 제2 균질화 설비(230)를 통해 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 호파(hopper)에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 분말을 품질 목표에 맞게 혼합하여 상기 혼합기(240)로 불출한다(도 3 참조).
상기 혼합기(240)는 상기 제2 균질화 설비(230)를 통해 혼합되어 불출된 분말을 뒤섞어 한데 합하여 일정 단위(제품 포장 단위)로 불출한다(도 3 참조).
여기서 상기 혼합기(240)에서의 혼합은 분말 전체를 골고루 뒤섞는 것을 의미하고, 상기 제1 균질화 설비(120) 및 제2 균질화 설비(230)에서의 혼합은 각 호파에서 겉보기 밀도가 다른 분말을 일정 양씩 불출하여 합하는 것을 의미한다.
상기 하공정 시스템에서 상기 분쇄기(220)는, 하공정 시스템 관리서버(미도시)의 제어에 따라, 분말의 겉보기 밀도별 분쇄 속도를 가변할 수 있다. 즉, 상기 분쇄기(220)는 조사된 겉보기 밀도에 대응하여 분쇄 속도를 가변할 수 있다.
본 실시예에서는 설명의 편의상 상기 하공정 시스템에서의 겉보기 밀도 단계를 3단계로 구분하여 설명한다. 그러나 이에 한정하지 않고 실시예에 따라 더 많거나 적은 단계로 구분할 수 있다. 다만 환원 방식을 적용하여 철계 분말을 생산하는 하공정 시스템에서는 공정의 변수가 적어 겉보기 밀도가 일정하게 나오는 특성이 있기 때문에 상기 겉보기 밀도 단계를 상기 상공정 시스템에서의 겉보기 밀도 단계보다 축소 구분할 수 있다.
참고로, 철계 분말의 품질을 확보하기 위해서는 입도분포/겉보기 밀도/유동도/성형밀도/화학성분 등의 인자를 추적하고 관리하는 것이 매우 중요하다. 상기 5가지의 주요인자 중 특히 겉보기밀도는 일정 부피의 단위 체적에 외부의 힘 없이 분말 자체가 충진 되었을 때 밀도를 일컬으며, 이는 자동차 부품 등의 제품에 응용 시 성형공정에서 금형 내부의 분말 충진도와 성형 시 압축비를 결정짓는 중요한 요소이다.
따라서 철계 분말을 사용하는 고객사 입장에서 일관된 성형제품을 얻기 위해서는 분말상태에서 일정한 겉보기 밀도를 갖는(즉, 분말의 로트별 겉보기 밀도의 편차가 작은) 분말을 사용해야 하며, 철계 분말 제조사 입장에서는 이러한 겉보기 밀도 품질을 관리하는 것이 매우 중요한 포인트이다.
이를 위해 일반적으로 철계 분말 제조업체는 여러 로트(LOT : 1회에 생산되는 특정수의 제품단위)로 만들어진 분말을 하나의 로트로 혼합하여 품질 편차를 최소화하기 위해서 균질화 설비를 이용하게 된다. 상기 균질화 설비는 제조 업체별로 차이가 있으며, 통상적으로 철계 분말의 겉보기 밀도는 분말 제조 공정에서 용해/수분사 시 생성된"블랙파우더"와 이를 환원/분쇄를 거쳐 생성되는"환원 분말"에서 결정되기 때문에 상기 블랙파우더 및 환원 분말의 균질화를 통해 생산되는 철계 분말의 품질 편차를 줄이게 된다.
기존의 균질화 설비에서는 생산 일자별, 혹은 생산 순서별로 순차적으로 생성된 분말을 균질화 설비에 일정시간 동안 보관 후 생산 로트별 중량에 따라 불출 하였다. 그러나 이러한 균질화 방법은 용해/수분사 시(즉, 상공정 시스템에서) 생성된 분말(블랙파우더)의 겉보기 밀도가 일정하지 않기 때문에 실질적으로 최종 생산되는 분말의 겉보기 밀도 특성을 결정하는 환원/분쇄의 후속 공정(즉, 하공정 시스템)에서 최종 생산되는 분말의 품질 기준을 맞추기 위한 환원/분쇄 조건을 조정할 수 없기에 겉보기 밀도의 일정한 관리에 어려움이 있었다.
그러나 본 실시예는 상기 상공정 시스템에서 상기 제1 균질화 설비(120)를 통해 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 호파(hopper)에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 분말을 겉보기 밀도 편차가 최소화되도록(즉, 겉보기 밀도가 일정하도록) 혼합하여 불출하고, 상기 상공정 시스템의 제1 균질화 설비(120)를 통해 불출된 분말을 환원시켜 생산된 분말을 상기 하공정 시스템의 제2 균질화 설비(230)를 통해 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 호파(hopper)에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 분말을 품질 목표에 맞게 혼합하여 상기 혼합기(240)로 불출함으로써, 상기 불출된 분말을 상기 혼합기(240)가 뒤섞어 일정 단위(제품 포장 단위)로 불출하게 함으로써 철계 분말의 겉보기 밀도를 일정하게 관리할 수 있도록 한다.
이때 상기 혼합기(240)에서의 혼합은, 이미 상술한 바와 같이, 분말 전체를 골고루 뒤섞는 것을 의미하고, 상기 제1 균질화 설비(120) 및 제2 균질화 설비(230)에서의 혼합은 각 호파에서 겉보기 밀도가 다른 분말을 일정 양씩 불출하여 합하는 것을 의미한다.
이하 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 제1 균질화 설비(120) 및 제2 균질화 설비(230)에서의 분말의 혼합 비율을 결정하는 방법에 대해서 설명한다.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 제1 균질화 설비에서의 분말의 혼합 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 5는 상기 도 1에 있어서, 제2 균질화 설비에서의 분말의 혼합 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
상기 제1 균질화 설비(120) 및 제2 균질화 설비(230)는 각기 다음 수학식 1과 같은 겉보기 밀도 예측 계산식을 이용해 원하는 목표 겉보기 밀도(즉, 예상 겉보기 밀도)가 되도록 분말의 혼합 비율을 결정할 수 있다(도 4 참조).
Figure 112015050426962-pat00002
여기서, A,B는 각 호파에 저장되는 철계 분말의 겉보기 밀도, 분말 총중량은 혼합 배출되는 분말의 총중량, 호파중량은 각 호파에서 혼합을 위해 분배되어 배출되는 분말 중량을 의미한다.
예컨대 도 4에 도시된 테이블을 참조하면, 목표 겉보기 밀도(예 : 예상 겉보기 밀도)를 3.00 이라고 가정할 때, A는 1CH의 겉보기 밀도 2.95, 분말 총중량은 20톤, A호파중량은 1CH에서 분배되어 배출되는 10톤이 대응되고, B는 3CH의 겉보기 밀도 3.05, 분말 총중량은 20톤, B호파중량은 3CH에서 분배되어 배출되는 10톤이 대응된다. 이때 2CH의 분말은 목표 겉보기 밀도(예 : 예상 겉보기 밀도)와 같은 값을 가지므로 다른 겉보기 밀도를 갖는 분말과 혼합하지 않고 단독으로 20톤이 불출된다.
물론 상기와 같이 목표 겉보기 밀도(즉, 예상 겉보기 밀도)에 맞춰 혼합 비율을 결정하여 혼합한다고 하더라도 실제로 불출되는 분말의 겉보기 밀도(즉, 실제 겉보기 밀도)와는 약간의 차이가 발생할 수 있다(도 4의 테이블 및 도 5의 테이블참조). 즉, 상기 제1 균질화 설비(120)에서 겉보기 밀도 3.00을 목표로 분말을 혼합하였으나, 실제로는 (1CH, 2.97, 20톤), (2CH : 3.04, 20톤), (3CH : 3.00, 20톤)이 하공정 시스템에 불출되었음을 알 수 있다.
그러나 본 실시예에서는 상기 제1 균질화 설비(120)에서 실제 불출되는 분말의 겉보기 밀도(즉, 실제 겉보기 밀도)를 바탕으로 제2 균질화 설비(230)에서 다시 목표 겉보기 밀도(즉, 원하는 제품의 겉보기 밀도)에 맞춰 혼합 비율을 결정하여 혼합하므로 상기 겉보기 밀도 차이(즉, 예상 겉보기 밀도와 실제 겉보기 밀도의 차이)는 거의 발생하지 않는다(도 5의 테이블 참조).
또한 본 실시예에 따른 하공성 시스템의 분쇄기(220)는, 하공정 시스템 관리서버(미도시)의 제어에 따라, 분말의 겉보기 밀도별 분쇄 속도를 가변할 수 있다. 즉, 상기 분쇄기(220)는 조사된 겉보기 밀도에 대응하여 분쇄 속도를 가변할 수 있다. 가령 분말의 겉보기 밀도가 낮거나 높은 정도에 따라 분쇄기의 속도(또는 분쇄 간격)를 증가, 유지, 또는 감소시킬 수 있다.
도 6은 상기 도 1에 있어서, 분쇄기의 분쇄 속도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하공정 시스템 관리서버(미도시)는 사용자나 상위 시스템(미도시)으로부터 분말의 목표 밀도(즉, 철계 분말의 목표 겉보기 밀도)를 설정 받는다(S101).
이에 따라 상기 하공정 시스템 관리서버(미도시)는 상기 분말의 목표 밀도에 대응하여 분쇄기(220)의 분말 분쇄속도를 조정한다(S102).
예컨대 상기 분말의 목표 밀도(즉, 철계 분말의 목표 겉보기 밀도)에 대응하여 분쇄기(220)의 분말 분쇄속도는 상기 하공정 시스템 관리서버(미도시)의 내부 메모리(미도시)에 미리 저장될 수 있다.
이 후 분쇄 작업이 수행될 때, 상기 하공정 시스템 관리서버(미도시)는 상기 분쇄기(220)에서 분쇄되는 분말의 밀도(즉, 겉보기 밀도)를 중간 점검한다(S103).
상기 중간 점검 결과에 따라, 실제 분쇄되는 분말의 밀도가 목표 밀도와 일치하지 않으면(S104의 아니오), 상기 하공정 시스템 관리서버(미도시)는 실제 분쇄되는 분말의 밀도에 대응하여 상기 분쇄기(220)의 분쇄속도를 다시 조정한다(S102).
그러나 상기 중간 점검 결과에 따라, 실제 분쇄되는 분말의 밀도가 목표 밀도와 일치하면(S104의 예), 상기 하공정 시스템 관리서버(미도시)는 상기 분쇄기(220)에서 분쇄된 분말을 불출한다(S105).
상기와 같이 본 실시예는 상공정 시스템에서 불출되는 분말의 겉보기 밀도 편차가 최소화시켜 불출하고, 상기 상공정 시스템으로부터 불출된 분말을 환원시켜 제품의 품질 기준에 맞춰 분말을 생산할 때 하공정 시스템의 분쇄기(220)의 분쇄 속도 조절에 의해 분말의 밀도를 조정하고, 또한 하공정 시스템의 제2 균질화 설비(230)를 통해 분말을 제품의 품질 기준에 맞춰 혼합하여 불출함으로써 철계 분말의 겉보기 밀도를 일정하게 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.
참고로 본 실시예에 따른 시스템 및 방법을 테스트한 결과 생산 실적 대비 겉보기 밀도 불량이 89% 감소되는 것을 알 수 있었다.
예컨대 본 실시예에 따른 시스템 및 방법을 적용하기 전 불량률이 15% 정도였으나, 본 실시예에 따른 시스템 및 방법을 적용 후 1.53% 정도로 감소되어 제품의 품질이 안정화되었다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 수분사 설비
120 : 제1 균질화 설비
210 : 환원로
220 : 분쇄기
230 : 제2 균질화 설비
240 : 혼합기
250 : 포장 설비

Claims (7)

  1. 겉보기 밀도가 일정하지 않은 철계 분말을 순차적으로 불출하는 수분사 설비; 및 상기 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 겉보기 밀도가 일정하게 혼합하여 불출하는 제1 균질화 설비를 포함하는 상공정 시스템; 및
    상기 상공정 시스템에 불출된 철계 분말을 환원시켜 분쇄하는 분쇄기; 및 상기 분쇄된 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 목표 겉보기 밀도가 되게 혼합하여 불출하는 제2 균질화 설비를 포함하는 하공정 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 균질화 설비를 통해 혼합되어 불출된 철계 분말을 뒤섞어 한데 합하여 일정 단위로 불출하는 혼합기;를 더 포함하고,
    상기 제1 균질화 설비 및 제2 균질화 설비에서의 혼합은 각 호파에서 겉보기 밀도가 다른 분말을 일정 양씩 불출하여 합하는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 분쇄기는,
    철계 분말의 겉보기 밀도가 낮거나 높은 정도에 따라 분쇄기의 분쇄 속도나 분쇄 간격이 증가, 유지, 또는 감소되는 것을 특징으로 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1 균질화 설비 및 제2 균질화 설비는,
    각기 다음 수학식 1과 같은 겉보기 밀도 예측 계산식을 이용해 원하는 목표 겉보기 밀도가 되도록 분말의 혼합 비율을 결정하여 철계 분말을 혼합하여 불출하는 것을 특징으로 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 시스템.
    (수학식 1)
    Figure 112015050426962-pat00003

    여기서, A,B는 각 호파에 저장되는 철계 분말의 겉보기 밀도, 분말 총중량은 혼합 배출되는 분말의 총중량, 호파중량은 각 호파에서 혼합을 위해 분배되어 배출되는 분말 중량을 의미한다.
  5. 상공정 시스템과 하공정 시스템을 포함하는 시스템에서 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 방법에 있어서,
    상기 상공정 시스템의 수분사 설비가 겉보기 밀도가 일정하지 않은 철계 분말을 순차적으로 불출하는 단계;
    상기 상공정 시스템의 제1 균질화 설비가 상기 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 겉보기 밀도가 일정하게 혼합하여 불출하는 단계;
    상기 하공정 시스템의 환원로가 상기 상공정 시스템에서 불출된 철계 분말을 환원시키는 단계;
    상기 하공정 시스템의 분쇄기가 상기 환원된 철계 분말을 분쇄하는 단계; 및
    상기 하공정 시스템의 제2 균질화 설비가 상기 분쇄된 철계 분말을 겉보기 밀도 단계별로 구분하여 각 호파에 분류에 분류 저장한 후, 상기 각 호파에 분류 저장된 철계 분말을 목표 겉보기 밀도가 되게 혼합하여 불출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하공정 시스템의 혼합기가 상기 제2 균질화 설비를 통해 혼합되어 불출된 철계 분말을 뒤섞어 한데 합하여 제품 포장에 알맞은 일정 단위로 불출하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제1 균질화 설비 및 제2 균질화 설비에서의 혼합은 각 호파에서 겉보기 밀도가 다른 분말을 일정 양씩 불출하여 합하는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 환원된 철계 분말을 분쇄하는 단계는,
    하공정 시스템 관리서버가 사용자나 상위 시스템으로부터 철계 분말의 목표 겉보기 밀도를 설정 받는 단계;
    상기 하공정 시스템 관리서버가 상기 분말의 목표 겉보기 밀도에 대응하여 상기 분쇄기의 분말 분쇄속도를 조정하는 단계;
    상기 하공정 시스템 관리서버가 상기 분쇄되는 철계 분말의 겉보기 밀도를 중간 점검하는 단계; 및
    상기 중간 점검 결과에 따라, 실제 분쇄되는 철계 분말의 겉보기 밀도가 목표 겉보기 밀도와 일치하지 않으면, 상기 하공정 시스템 관리서버가 실제 분쇄되는 분말의 겉보기 밀도에 대응하여 상기 분쇄기의 분쇄속도를 다시 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철계 분말 생산 시 겉보기 밀도의 조절 방법.
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