KR101681500B1

KR101681500B1 - 광물 하역용 호퍼 보호장치

Info

Publication number: KR101681500B1
Application number: KR1020160095839A
Authority: KR
Inventors: 김성태; 김상권
Original assignee: (주)케이에스티플랜트
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2016-12-01

Abstract

호퍼의 내벽을 보호하도록 개선된 구조의 라이너를 제조하여 교체가 용이하며 작업효율 및 유지보수성이 개선되도록, 본 발명은 이송부의 단부측에 수직으로 연통되며 하단부로 갈수록 협소해지는 호퍼의 내벽을 보호하도록 착탈 가능하게 구비되는 광물 하역용 호퍼 보호장치에 있어서, 상기 호퍼의 내벽에 상하 및 좌우측으로 연속 배치되도록 기설정된 규격의 베이스판재로 구비되되 표면에 크롬합금층이 형성된 라이너부; 및 상기 호퍼의 내벽과 대향되는 상기 라이너부의 일면으로부터 돌출되되, 상기 호퍼의 내벽의 수평방향으로 다단 형성되며 하측 테두리를 따라 단턱부가 상향돌설된 걸림홈부에 걸림 고정되는 구속체결부를 포함하되, 상기 구속체결부의 일단부에는 상기 라이너부의 일면에 탭가공된 체결홈부에 고정되는 나사산이 형성되며, 타단부에는 상기 단턱부에 걸림 구속되는 체결헤드부가 형성된 볼트부재로 구비됨을 특징으로 하는 광물 하역용 호퍼 보호장치를 제공한다.

Description

광물 하역용 호퍼 보호장치{chute liner of unloader}

본 발명은 광물 하역용 호퍼 보호장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호퍼의 내벽을 보호하도록 개선된 구조의 라이너를 제조하여 교체가 용이하여 작업효율 및 유지보수성이 개선된 광물 하역용 호퍼 보호장치에 관한 것이다.

일반적으로, 석탄 및 철광석과 같은 광물이 운송되는 산업설비에 컨베이어 시스템이 설치되어 있으며, 상기 컨베이어 시스템의 이송방향 전환점에는 호퍼 내지 슈트가 설치된다. 이때, 상기 호퍼 내지 슈트에서는 낙차를 이용하여 상기 광물을 운반하게 되므로 이를 보호하는 라이너와 같은 보호장치가 추가로 설치된다.

그러나, 상기 광물의 낙하충격과 긁힘에 의한 마모현상, 광물의 운송과정에서 바닷물과의 반응에 의해 내부에 함유된 황가스가 변성되어 발생한 황산 및 염소성분 등으로 인해 상기 보호장치의 부식에 의한 손상이 심하게 발생하여 잦은 교체작업을 필요로 하는 문제점이 있었다.

한편, 상기 보호장치는 대개 강판을 소재로 구비되며 상기 호퍼의 내측 벽면에 설치된다. 이때, 종래에 상기 보호장치를 상기 호퍼에 고정하기 위해서는 두꺼운 강판을 가스용접기를 이용하여 적당한 크기로 절단하고 홀을 뚫어 라이너 시트(sheet)를 제작 후 홀에 볼트 등의 고정부재를 관통시켜 고정하여 사용된다.

그러나, 이러한 교체작업은 복잡하고 번거로울 뿐만 아니라 작업자가 직접 협소하고 열악한 현장 내에서 수작업으로 이루어짐에 따라 노동강도가 높아져 작업효율이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 광물에서 발생하는 유해가스가 존재하는 작업현장에서 용접 등의 위험한 작업이 직접 이루어짐으로 인해 화상, 질식 및 폭발과 같은 심각한 안전사고의 위험률 또한 증가되는 문제점이 있었다.

한국 등록실용신안 제20-0345951호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 호퍼의 내벽을 보호하도록 개선된 구조의 라이너를 제조하여 교체가 용이하며 작업효율 및 유지보수성이 개선된 광물 하역용 호퍼 보호장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이송부의 단부측에 수직으로 연통되며 하단부로 갈수록 협소해지는 호퍼의 내벽을 보호하도록 착탈 가능하게 구비되는 광물 하역용 호퍼 보호장치에 있어서, 상기 호퍼의 내벽에 상하 및 좌우측으로 연속 배치되도록 기설정된 규격의 베이스판재로 구비되되 표면에 크롬합금층이 형성된 라이너부; 및 상기 호퍼의 내벽과 대향되는 상기 라이너부의 일면으로부터 돌출되되, 상기 호퍼의 내벽의 수평방향으로 다단 형성되며 하측 테두리를 따라 단턱부가 상향돌설된 걸림홈부에 걸림 고정되는 구속체결부를 포함하되, 상기 구속체결부의 일단부에는 상기 라이너부의 일면에 탭가공된 체결홈부에 고정되는 나사산이 형성되며, 타단부에는 상기 단턱부에 걸림 구속되는 체결헤드부가 형성된 볼트부재로 구비됨을 특징으로 하는 광물 하역용 호퍼 보호장치를 제공한다.

여기서, 상기 라이너부의 상단부는 외측 모서리가 단차지게 면취된 제1단차부가 형성되고, 하단부는 내측 모서리가 단차지게 면취되되 내면이 상하로 이웃하는 상기 라이너부의 상기 제1단차부의 단차진 외면과 중첩되는 제2단차부가 형성되되, 상기 제1단차부와 상기 제2단차부는 상기 단턱부의 돌설된 폭과 대응되는 여유간격을 포함하여 면취됨이 바람직하다.

삭제

그리고, 상기 크롬합금층은 크롬 분말을 포함하는 금속 원료 분말 20~40 중량%, 염화암모늄을 포함하는 활성제 0.1~6 중량% 및 산화알루미늄을 포함하는 불활성 충진제 57~75 중량%를 포함하여 혼합된 조성물이 진공챔버 내에 수용되는 상기 베이스판재의 표면에서부터 확산되어 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 구속체결부는 상기 라이너부의 외측으로부터 체결되되 일단부에 상기 라이너부의 외면부측에 밀착구속되며 회전수단에 의해 회전되는 회전헤드부가 형성된 제1고정부와, 상기 라이너부의 내측으로부터 체결되되 상기 걸림홈부에 걸림 고정되는 체결헤드부가 형성된 제2고정부를 포함하되, 상기 제1고정부와 상기 제2고정부의 상호 대향되는 일측 외주면에는 나사연장부가 형성되고 타측에는 상기 나사연장부가 삽입되어 나사 체결되는 나사홈부가 형성됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 기설정된 사이즈로 규격화되어 구비되는 라이너부의 일면에 볼트부재로 구비되는 구속체결부가 고정된 단순한 구조로 제조되어 작업현장에 제공되므로 생산성이 향상되면서도, 상기 호퍼의 내벽에 형성된 걸림홈부에 상기 구속체결부가 걸림 고정되는 간단한 방법으로 설치되므로 작업효율이 현저히 개선될 수 있다.

둘째, 이웃하여 배치되는 상기 라이너부의 상하단부가 상호 중첩되도록 형성된 각 단차부는 상기 구속체결부가 상기 걸림홈부에 용이하게 인입되어 걸림 고정될 수 있는 여유간격을 포함하여 형성되므로 다수개의 라이너부가 긴밀하게 배치된 상태에서도 개별적인 교체작업이 용이하며, 교체시 자재낭비가 최소화될 수 있다.

셋째, 상기 라이너부는 일반적인 기계설비에 사용되는 금속재질의 판재를 소정의 두께를 갖는 단일층으로 구비하되 표면에 고농도의 크롬합금층이 형성되도록 처리하여 강성, 내구성 및 내식성이 개선되면서도 제조시 소요되는 원가를 현저히 낮출 수 있어 경제적이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼의 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼와 보호장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치가 체결된 상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치의 체결과정을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치의 변형예를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치가 적용된 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 각 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치에서 크롬합금층이 형성된 상태를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 각 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치에서 크롬합금층의 박리시험 결과를 나타낸 사진도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼의 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼와 보호장치를 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치가 체결된 상태를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치의 체결과정을 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치의 변형예를 나타낸 개략도이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치가 적용된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 각 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치에서 크롬합금층이 형성된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 8은 본 발명의 각 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치에서 크롬합금층의 박리시험 결과를 나타낸 사진도이다.

도 1 내지 도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)는 라이너부(10)와 구속체결부(20)를 포함하여 구비된다.

한편, 상기 호퍼(1)는 발전소, 제철소 및 광물운반용 선박 등과 같은 산업설비에 구비되는 컨베이어 시스템에서 비연속적인 방향으로 배치되는 이송부(2a,2b)의 이웃하는 양단부 내지 배출부에 인접하여 수직으로 연통되도록 배치된다.

이때, 상기 호퍼(1)는 일측 이송부(2a)를 통하여 이송된 상기 광물이 투입되도록 비교적 넓게 형성되는 상단부로부터 타측 이송부(2b) 내지 배출부의 상측에 배치되는 하단부로 갈수록 점진적으로 협소해지는 형태로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에는 수평방향으로 다단 형성되되 각각의 하측 테두리를 따라 단턱부(1c)가 상향돌설된 걸림홈부(1b)가 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 걸림홈부(1b)는 상기 호퍼(1)를 제조시 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 홈형태로 가공됨이 바람직하다. 물론, 경우에 따라 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 상기 걸림홈부의 내측형상에 대응되는 홈부가 형성된 별도의 고정수단을 다단으로 고정하여 구비될 수도 있다.

그리고, 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)는 상기 호퍼(1)를 통하여 이송되는 광물의 낙하 충격에 의한 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)을 보호하도록 착탈 가능하게 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 호퍼 보호장치(chute liner)는 호퍼 또는 슈트와 같은 장치를 보호하기 위해 내벽측에 덧대어지는 보강수단으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 라이너부(10)는 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 상하 및 좌우측으로 연속 배치되도록 기설정된 규격의 베이스판재(11)로 구비되되, 표면에는 크롬합금층(12)이 형성됨이 바람직하다.

상세히, 상기 베이스판재(11)는 기계구조용 탄소강 내지 크롬몰리브덴강 등과 같이 강도 및 내충격성이 우수하면서도 열처리가 용이한 강판재로 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 라이너부(10)가 단일층의 강판재로 구비되더라도 상기 광물의 낙하 충격에 대한 내충격성 및 내마모성을 가질 수 있다.

또한, 상기 베이스판재(11)는 설치되는 장소에 따라 상기 광물의 낙하 충격에 대한 변형 및 파손율이 낮으면서도 과도한 중량으로 인한 작업효율 저하 및 소재비 증가 등의 문제점이 최소화될 수 있는 두께의 강판재를 사용할 수 있다.

더욱이, 상기 베이스판재(11)는 가공이 용이하면서도 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)을 실질적으로 커버하기 위해 이웃하여 배치되는 상기 라이너부(10) 간의 긴밀성이 개선될 수 있는 규격화된 사각판 형태로 구비될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)는 규격화된 사이즈로 미리 제조되어 작업현장으로 투입된다. 또한, 작업자는 상기 호퍼 보호장치(100)를 단순히 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 고정시키기만 하면 되므로 작업효율이 현저히 개선될 수 있다. 더욱이, 종래에 현장에서 판재를 절단하고 용접 가공함에 따른 노동강도 및 위험성 증가에 따른 작업효율 저하 및 치수부정확성에 따른 불량률 등의 문제점이 개선될 수 있다.

한편, 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)과 대향되는 상기 라이너부(10)의 일면으로부터 상기 구속체결부(20)가 돌출됨이 바람직하다. 즉, 상기 구속체결부(20)의 돌출된 단부측이 상기 걸림홈부(1b)에 삽입되되 상기 단턱부(1c)에 걸림 고정됨에 따라 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 상기 라이너부(10)를 손쉽게 탈부착할 수 있다.

더욱이, 상기 구속체결부(20)의 일단부(20a)에는 상기 라이너부(10)의 일면에 탭가공된 체결홈부(13)에 고정되는 나사산이 형성되고, 타단부(20b)에는 상기 단턱부(1c)에 걸림 구속되는 체결헤드부(21)를 포함하는 볼트부재로 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 구속체결부(20)는 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)과 대향되는 상기 라이너부(10)의 일면측에 나사 체결되되 바람직하게는 상기 라이너부(10)의 각 꼭지점 근처에 체결될 수 있다.

즉, 상기 라이너부(10)의 일면에 상기 구속체결부(20)를 나사 체결하는 단순하고 방법만으로도 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 착탈 가능한 구조를 제공받을 수 있으므로 생산성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 상기 라이너부(10)에 상기 구속체결부(20)가 이미 체결된 상태로 교체작업 현장에 제공되어 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 형성된 걸림홈부(1b)에 걸림 고정시키는 간단한 방법으로 설치할 수 있다. 이에 따라, 종래와 같이 현장에서 용접기로 판재를 절단하고 홀을 가공해야 하는 불편함과 위험성이 제거되어 작업효율이 현저히 개선될 수 있다. 또한, 상기 구속체결부(20)의 분실로 인한 불필요한 소재낭비를 방지할 수 있으므로 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

이때, 상기 구속체결부(20)는 상기 일단부(20a)가 실질적으로 상기 라이너부(10)의 외측으로 관통되지 않고 삽입된 상태로 체결됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)가 상하 및 좌우측으로 연속적으로 배치된 상태에서 외부 및 상기 라이너부(10)와 상기 호퍼(10)의 내벽(1a) 사이의 내면부에 연통되는 부분이 최소화될 수 있다. 이를 통해, 상기 광물의 충격 내지 부산물의 침투로 인한 상기 호퍼(1)의 마모 및 파손을 방지할 수 있다.

더욱이, 도 2를 참조하면, 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에는 상기 걸림홈부(1b)가 다단으로 형성되되 횡방향으로 연장 형성됨에 따라 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)가 걸림 고정된 상태에서 좌우측으로 슬라이드 이동이 용이하다. 이에 따라, 양측방향으로 이웃하는 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)를 긴밀하게 밀착시킬 수 있으므로 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)이 노출되는 부분이 최소화될 수 있다.

이때, 상기 걸림홈부(1b)는 일정한 간격으로 형성되고, 상기 라이너부(10)의 일면에 고정되는 상기 구속체결부(20)는 상하로 이격된 간격이 상기 걸림홈부(1b) 간의 간격과 대응되도록 설정되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)를 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 체결시 별도로 치수를 측정하지 않더라도 정확한 위치에 체결 가능하므로 작업편의성이 더욱 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 구속체결부(20)의 타단부에 구비된 상기 체결헤드부(21)는 외주면에 적어도 하나 이상의 비연속정렬면(21a)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 비연속정렬면(21a)은 상기 걸림홈부(1b)의 내측 하면과 실질적으로 면접촉되는 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 구속체결부(20)와 상기 걸림홈부(1b)에 걸림 구속되는 접촉면적이 증가하므로 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)가 더욱 안정적으로 걸림 고정될 수 있다.

여기서, 도면에서와 같이, 상기 비연속정렬면(21a)은 상기 체결헤드부(21)는 외주면의 일측을 평행하게 절단한 디컷(D-cut) 형태로 가공될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 체결헤드부(21)의 둘레형상은 사각 내지 육각과 같은 다각형태로 구비되는 것도 가능하다.

그리고, 상기 라이너부(10)의 내면측에 나사 체결된 상기 구속체결부(20)의 일단부(21a)와 상기 체결헤드부(21)의 내면 사이의 타단부(20b) 폭은 상기 단턱부(1c)의 단면두께와 대응되도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)를 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 체결한 상태에서 상기 라이너부(10)의 내면이 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)과 상호 밀착될 수 있다. 이를 통해, 상기 광물의 낙하시 상기 라이너부(10)에 가해지는 충격 및 진동으로 인해 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)가 상기 호퍼(1)로부터 임의로 이탈/분리됨을 방지할 수도 있다. 또한, 상기 라이너부(10)와 상기 호퍼(1)의 내벽(1a) 사이로 침투한 부산물에 의해 상호 대향면이 마모되어 손상됨을 방지할 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)과 상기 라이너부(10) 사이에는 탄성재질의 가스켓 등과 같은 완충부재가 더 구비될 수도 있다. 이를 통해, 상기 광물의 낙하 충격에 의한 진동 등을 감쇠시켜 상기 호퍼(1)의 내구성이 더욱 향상될 수도 있다.

한편, 상기 라이너부(10)의 상단부는 외측 모서리가 단차지게 면취되는 제1단차부(14)가 형성되고, 하단부는 내측 모서리가 단차지게 면취되는 제2단차부(15)가 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 제2단차부(15)는 상기 제1단차부(14)의 단차진 외면과 중첩되도록 형성됨이 바람직하다.

상세히, 도 3에서와 같이, 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100A,100B)는 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 상하로 연속적으로 체결된다. 따라서, 상측에 설치된 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100A)의 라이너부(l0) 하단부와 하측에 이웃하여 설치된 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100B)의 라이너부(10) 상단부는 상호 인접하게 배치된다.

여기서, 상기 제1단차부(14)는 상기 외측 모서리가 단차지게 면취됨에 따라 내측 모서리부가 상향 돌설된 형태로 구비된다. 그리고, 상기 제2단차부(15)는 상기 내측 모서리가 단차지게 면취됨에 따라 외측 모서리부가 하향 돌설된 형태로 구비된다. 따라서, 상기 상측에 설치된 라이너부(10)의 상기 제2단차부(15)의 돌설된 내면(15a)과 상기 하측에 설치된 라이너부(10)의 상기 제1단차부(14)의 돌설된 외면(14b)이 상호 마주보게 중첩되어 배치될 수 있다.

이에 따라, 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)가 각각의 규격화된 판재형상으로 구비되어 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)에 개별적으로 체결되더라도 이웃한 상하단부 사이가 중첩되어 상기 부산물이 침투되는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 상기 호퍼(1)의 내벽(1a) 및 상기 라이너부(10)의 각 내면이 마모됨을 방지할 수 있으므로 상기 호퍼(1) 및 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)의 내구성이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 상기 라이너부(10)와 상기 호퍼(1) 사이로 침투된 부산물이 상기 걸림홈부(1b) 내측으로 침투되는 것이 방지하여 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)의 분리 및 교체작업이 원활이 이루어질 수 있다.

더욱이, 상기 제1단차부(14)와 상기 제2단차부(15)는 상기 단턱부(1c)의 돌설된 폭과 대응되는 여유간격(d)를 포함하여 면취됨이 바람직하다.

상세히, 상기 걸림홈부(1b)의 인입부는 상기 체결헤드부(21)의 면적폭과 대응되는 간격으로 형성되되, 상기 단턱부(1c)는 상기 체결헤드부(21)의 일측이 삽입되어 고정될 수 있는 폭으로 돌설된다. 따라서, 상기 구속체결부(20)가 상기 걸림홈부(1b)에 삽입시 상기 호퍼(1)의 두께방향으로 인입된 후 하측방향으로 이동되면서 고정될 수 있다. 이때, 상기 라이너부(10)는 기설정된 두께의 강판재로 구비되어 소정의 중량을 가지므로 이에 체결된 상기 구속체결부(20)가 상기 걸림홈부(1b)에 걸림 고정된 상태가 하중에 의해 자연스럽게 구속될 수 있다.

더욱이, 도 4를 참조하면, 상기 상측 광물 하역용 호퍼 보호장치(100A)가 고정된 상태에서 상기 하측 광물 하역용 호퍼 보호장치(100B)를 설치하기 위해, 상기 상측 라이너부의 제2단차부(15)의 내면측에 상기 하측 라이너부의 제1단차부(14)가 삽입된다.

그리고, 상기 제1단차부(14)가 상기 상측 라이너부의 제2단차부(15) 내면측에 삽입되면 상기 여유간격(도3의 d)에 의해 상기 체결헤드부(21)가 상기 걸림홈부(1b)에 자연스럽게 인입될 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 또한, 상기 걸림홈부(1b)에 상기 체결헤드부(21)가 인입되면 상기 라이너부(10)의 하중에 의해 자연스럽게 하강되면서 상기 단턱부(1c)에 걸림 고정될 수 있다.

이때, 상기 각 단차부(14,15)는 상호 중첩되되 상기 제2단차부(15)가 외측을 커버하고 상기 제1단차부(14)가 상향돌설된 형태로 구비되므로 상기 광물이 상기 호퍼(1)와 상기 라이너부(10) 사이로 침투되어 마모됨을 방지할 수 있다.

더욱이, 이웃하여 배치되는 상기 라이너부(10)의 상하단부가 상호 중첩되도록 형성된 각 단차부(14,15)는 상기 구속체결부(20)가 상기 걸림홈부(1b)에 용이하게 인입되어 고정될 수 있는 상기 여유간격(도3의 d)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 여유간격(도3의 d)을 통해 상기 걸림홈부(1b)로부터 상기 구속체결부(21)의 단부가 용이하게 분리될 수도 있다. 따라서, 다수개의 상기 라이너부(10)가 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)을 보호하도록 긴밀하게 배치된 상태에서도 개별적인 교체작업이 용이하다.

이에 따라, 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(100)의 설치 및 교체작업 효율이 더욱 향상되면서도 교체시 발생하는 자재소모량이 감소되어 경제성이 더욱 개선될 수 있다.

물론, 도 5에서와 같이, 상기 제1단차부(114)는 상단부의 외측 모서리가 경사지게 면취되고 상기 제2단차부(115)는 하단부의 내측 모서리가 경사지게 면취될 수도 있다. 그리고, 각 단차부(114,115)의 상호 마주보는 대향면이 중첩되게 구비될 수도 있으며 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

이에 따라, 상하측으로 이웃하여 배치되는 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(150A,150B) 사이에 광물이 침투되더라도, 상기 제1단차부(114)의 경사면을 따라 자연스럽게 배출되어 상기 호퍼(1)의 하측으로 이동될 수도 있다.

여기서, 상기 제1단차부(14)의 내면측 상단부에는 상기 제2단차부(15)의 내측으로 삽입이 용이하도록 면취된 보조단차부(도3의 14b)가 더 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 제1단차부(14)의 내면측이라 함은 상기 호퍼(1)의 내벽(1a)과 대향되는 면으로 이해함이 바람직하다. 즉, 보조단차부(도3의 14b)에 의해 상기 제1단차부(14)의 두께가 더욱 협소해지므로 상기 제2단차부(15)의 내측으로 삽입시 간섭이 최소화되어 설치 및 교체작업시 작업편의성이 더욱 개선될 수도 있다.

더욱이, 상기 라이너부는 양측단 중 어느 일측은 외측 모서리가 단차지게 면취되고 타측은 내측모서리가 단차지게 면취될 수도 있다. 이때, 양측으로 이웃하는 각 단차부는 기설정된 폭으로 상호 중첩되되 상기 여유간격이 형성되도록 면취될 수도 있다.

이에 따라, 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치는 상하측으로 이웃한 각 단부뿐만 아니라 양측으로 이웃한 각 단부도 중첩되도록 설치되므로 상기 호퍼의 내벽으로 부산물이 침투되는 것을 더욱 방지될 수도 있다.

한편, 상기 크롬합금층은 팩 크로마이징(pack chromizing) 공법으로 형성될 수 있다.

상세히, 기설정된 규격으로 절단된 상기 베이스판재가 수용된 진공챔버에 크롬(Cr)을 포함하는 금속 원료 분말 20~40 중량%, 활성제 0.1~6 중량% 및 불활성 충진제 57~75 중량%를 포함하여 혼합된 조성물을 충진시킨다.

이때, 상기 진공챔버 내에 수소(H₂) 및 아르곤(Ar) 가스를 불어 넣고 930~1,040℃로 승온시키면 상기 체결홈부의 내면 및 상기 각 단차부의 표면을 포함하는 상기 베이스판재의 표면에서부터 물질의 분해/교환으로 확산 반응이 일어나면서 3차원적인 코팅이 이루어진다.

이에 따라, 상기 베이스판재의 표면에 크롬 함량이 20~60 중량% 범위인 고크롬의 상기 크롬합금층이 형성됨으로써 황가스 등에 의한 부식 또는 상기 광물의 낙하 충격에 의한 마모에 대하여 모두 강한 내성을 가길 수 있다.

여기서, 상기 금속 원료 분말은 크롬(Cr) 분말 70~99 중량%와 철(Fe), 니켈(Ni) 및 이들의 혼합물로 구성된 기타 금속 분말 1~30 중량%가 혼합된 상태로 투입될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 크롬 분말 65~85 중량%와 상기 기타 금속 분말 15~35 중량%가 혼합된 상태로 투입될 수 있다. 이때, 상기 크롬 분말은 직경이 상이한 크롬 분말이 혼합되어 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 크롬 분말의 중량% 중 직경이 2~5mm인 크롬분말 20 중량%와 0.15~0.3mm인 크롬분말 10 중량%가 혼합되어 포함될 수 있다.

즉, 본 발명은 팩 크로마이징을 통하여 상기 베이스판재의 표면에 크롬 성분이 균일하게 확산됨에 따라 상기 크롬합금층의 밀착력 및 결합력이 향상될 수 있다. 이에 따라, 더욱 안정적으로 표면처리되어 상기 베이스판재의 강도 및 물성이 현저히 개선될 수 있다.

그리고, 상기 활성제는 염화암모늄(NH₄Cl) 및 염화나트륨(NaCl), 플루오르화나트륨(NaF) 등과 같은 할로겐족 원소를 포함하는 물질을 포함할 수 있으며, 상기 불활성 충진제는 산화알루미늄(Al₂O₃, 알루미나)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스판재의 재질에 따라 상기 크롬합금층이 적절한 두께로 코팅될 수 있도록 상기 조성물이 충진된 상태에서 4~70시간 동안 코팅 처리할 수 있다. 여기서, 상기 크롬합금층의 적절한 두께라 함은 상기 황가스 및 광물의 낙하 충격에 대한 충분한 내식성 및 내충격성이 부여되면서도 코팅반응 후 과도한 잉여코팅층 내지 잉여산물이 발생하지 않을 두께로 이해함이 바람직하다. 더욱이, 도 7을 참조하면, 상기 베이스판재의 표면에 상기 크롬합금층이 41~48㎛로 형성됨을 확인할 수 있다.

이에 따라, 상기 라이너부는 일반적인 기계설비에 사용되는 금속재질의 판재를 소정의 두께를 갖는 단일층으로 구비하되 표면에 크롬 함량이 20~60 중량% 정도의 고농도의 크롬합금층이 형성되도록 처리하여 제조시 소요되는 원가를 현저히 낮출 수 있어 경제적이다.

시험항목		시험결과		비고
시험항목		비교예	실시예	비고
(1)	마모시험(마모감량)(단위:g)	0.09	0.02	비교예:AR400 (표면미처리) 실시예:SM45C (크롬합금층)
(2)	가스부식시험(S0₂,200시간) 후 외관(변색, 부식 유무)	(미시험)	이상없음
(3)	비커스경도	281Hv	1,607 Hv
(4)	내산성(100시간)	변색발생	이상없음
(5)	내알칼리성(100시간)	변색발생	이상없음
(6)	염수분무시험(300시간)	부식 발생(96시간)	부식 발생 없음

상기 표 1은 본 발명에 따른 호퍼 보호장치의 각 물성에 대한 시험결과를 나타낸 표이며, 각 시험조건은 다음과 같다.

먼저, 마모시험은 ASTM 4060에 규정한 방법에 의거하여 실온에서 마모륜 CS-17, 하중 1,000g의 조건으로 4,000회 회전시켜 무게 변화를 측정하였고, 가스부식시험은 KS D 8334에 규정한 방법에 의거하여 SO₂ 용액에 200시간 반응시킨 후 외관의 변색 및 부식유무를 관찰하였으며, 비커스경도 시험은 KS B 0811에 규정한 방법에 의거하여 50g의 하중을 10초간 유지 후 압입자를 측정하였다.

그리고, 내산성시험은 시험편을 5% 황산 수용액에 침지시키고 100시간 경과 후 표면을 닦아 정치하여 24시간 후에 표면의 변색 및 상태 이상유무를 확인하였고, 내알칼리성시험은 시험편을 5%의 수산화나트륨 수용액에 침지시키고 이후 과정은 내산성시험과 동일하게 진행하여 표면의 변색 및 상태 이상유무를 확인하였다.

또한, 염수분무시험은 KS D 9502에 규정한 방법에 의거하여 5%의 염수(35℃)를 분무 후 부식발생 결과를 육안으로 확인하였다.

즉, 본 발명에 따른 호퍼 보호장치는 상기 표 1의 시험결과에서와 같이, 기존에 사용되던 라이너보다 각 물성치에 대한 성능이 우수함을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 호퍼 보호장치의 강성, 내구성, 내식성 및 사용수명이 현저히 개선되므로 생산성 및 경제성이 현저히 개선됨을 확인할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 사용되는 강판재는 기존에 사용되던 AR400 재질보다 저렴한 강재로서 비용절감에 따른 경제적 효율이 더욱 개선될 수 있다.

더욱이, 도 8에서와 같이, 표면처리된 크롬합금층이 견고하게 밀착되어 외부 충격에도 박리현상이 실질적으로 발생되지 않음을 확인할 수 있다. 이때, 박리시험의 조건은 선속도 0.5mm/s, 거리 10mm, 수직하중 50N이며, S45C의 시편에 상기한 조건으로 시험하여 박리유무를 확인하였다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광물 하역용 호퍼 보호장치(200)가 적용된 상태를 나타낸 단면도이다. 여기서, 본 실시예에서는 상기 구속체결부(220)를 제외한 기본적인 구성은 상술한 일실시예와 동일하므로 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 6에서 보는 바와 같이, 상기 라이너부(210)의 각 꼭지점부에 인접하여 관통공(213)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 구속체결부(220)는 상기 라이너부(210)의 외측으로부터 관통 체결되는 제1고정부(221)와, 상기 라이너부(210)의 내측으로부터 관통 체결되되 상기 제1고정부(221)와 결합되는 제2고정부(222)로 분리되어 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제1고정부(221)의 일단부에는 상기 라이너부(210)의 외면부측에 밀착구속되며 드릴과 같은 회전수단에 의해 회전되는 회전헤드부(221a)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2고정부(222)의 일단부에는 상기 걸림홈부(1b)에 걸림 고정되는 체결헤드부(222a)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1고정부(221)와 상기 제2고정부(222)의 상호 대향되는 일측 외주면에는 나사연장부(221b)가 형성되고 타측에는 상기 나사연장부(221b)가 삽입되어 나사 체결되는 나사홈부(222b)가 형성될 수 있다.

따라서, 상기 각 고정부(221,222)가 상기 관통공(213)의 양측에서 삽입되되 상기 나사연장부(221b)가 상기 나사홈부(222b)에 체결된 상태로 구비되므로 상기 라이너부(210)로부터 상기 구속체결부(220)의 분리를 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 구속체결부(220)가 상기 라이너부(210)에 실질적으로 고정된 상태로 작업현장에 제공되므로 즉각적인 설치 및 교체작업이 이루어질 수 있으며 상기 구속체결부(220)의 분실을 방지하여 경제적이다.

그리고, 상기 체결헤드부(222a)가 상기 걸림홈부(1b)에 걸림 고정된 상태에서 상기 회전헤드부(221a)를 회전시키면 상기 나사연장부(221b)가 상기 나사홈부(222b)의 내측으로 삽입되면서 나사 체결될 수 있다. 이에 따라, 상기 체결헤드부(222a) 및 상기 회전헤드부(221a) 사이에 상기 라이너부(210)와 상기 단턱부(1c)가 클램핑 고정되므로 상기 광물 하역용 호퍼 보호장치(200)가 상기 호퍼(1)에 더욱 견고하게 체결될 수도 있다.

더욱이, 상기 체결헤드부(222a)의 외주면에는 상기 걸림홈부(1b)의 하면 내측에 면접촉되는 상기 비연속정렬면이 적어도 하나 이상 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 걸림홈부(1b)의 내면과의 접촉면적이 더욱 증가하면서도 상기 회전헤드부(221a)의 회전시 상기 체결헤드부(222a)의 연동을 방지할 수 있으므로 상기 라이너부(210)가 더욱 견고하게 고정될 수도 있다.

이때, 상기 관통공(213)의 외측단에는 상기 회전헤드부(221a)가 삽입되어 걸림 구속되도록 단차진 단차홈부가 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 라이너부(210)의 외측으로 돌출되는 부분이 최소화되므로 상기 광물의 낙하 충격에 의해 상기 회전헤드부(221a)가 마모됨을 방지할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

1 : 호퍼 1b: 걸림홈부
2a,2b : 이송부 10 : 라이너부
11 : 베이스판재 12 : 크롬합금층
14 : 제1단차부 15 : 제2단차부
20,220 : 구속체결부 21,222a : 체결헤드부
100,100A,100B,150A,150B,200 : 광물 하역용 호퍼 보호장치

Claims

이송부의 단부측에 수직으로 연통되며 하단부로 갈수록 협소해지는 호퍼의 내벽을 보호하도록 착탈 가능하게 구비되는 광물 하역용 호퍼 보호장치에 있어서,
상기 호퍼의 내벽에 상하 및 좌우측으로 연속 배치되도록 기설정된 규격의 베이스판재로 구비되되 표면에 크롬합금층이 형성된 라이너부; 및
상기 호퍼의 내벽과 대향되는 상기 라이너부의 일면으로부터 돌출되되, 상기 호퍼의 내벽의 수평방향으로 다단 형성되며 하측 테두리를 따라 단턱부가 상향돌설된 걸림홈부에 걸림 고정되는 구속체결부를 포함하되,
상기 구속체결부의 일단부에는 상기 라이너부의 일면에 탭가공된 체결홈부에 고정되는 나사산이 형성되며, 타단부에는 상기 단턱부에 걸림 구속되는 체결헤드부가 형성된 볼트부재로 구비됨을 특징으로 하는 광물 하역용 호퍼 보호장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 라이너부의 상단부는 외측 모서리가 단차지게 면취된 제1단차부가 형성되고, 하단부는 내측 모서리가 단차지게 면취되되 내면이 상하로 이웃하는 상기 라이너부의 상기 제1단차부의 단차진 외면과 중첩되는 제2단차부가 형성되되,
상기 제1단차부와 상기 제2단차부는 상기 단턱부의 돌설된 폭과 대응되는 여유간격을 포함하여 면취됨을 특징으로 하는 광물 하역용 호퍼 보호장치.
제 1 항에 있어서,
상기 크롬합금층은
크롬 분말을 포함하는 금속 원료 분말 20~40 중량%, 염화암모늄을 포함하는 활성제 0.1~6 중량% 및 산화알루미늄을 포함하는 불활성 충진제 57~75 중량%를 포함하여 혼합된 조성물이 진공챔버 내에 수용되는 상기 베이스판재의 표면에서부터 확산되어 형성됨을 특징으로 하는 광물 하역용 호퍼 보호장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구속체결부는 상기 라이너부의 외측으로부터 체결되되 일단부에 상기 라이너부의 외면부측에 밀착구속되며 회전수단에 의해 회전되는 회전헤드부가 형성된 제1고정부와, 상기 라이너부의 내측으로부터 체결되되 상기 걸림홈부에 걸림 고정되는 체결헤드부가 형성된 제2고정부를 포함하되,
상기 제1고정부와 상기 제2고정부의 상호 대향되는 일측 외주면에는 나사연장부가 형성되고 타측에는 상기 나사연장부가 삽입되어 나사 체결되는 나사홈부가 형성됨을 특징으로 하는 광물 하역용 호퍼 보호장치.