KR101804560B1 - 석고 제조 공정 개선 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법, 복수의 석고 제품의 분석 방법, 및 이로부터 제조된 석고 제품을 제공한다. 바람직하게는, 상기 원료의 분석은 순간 감마 중성자 활성화 분석(prompt gamma neutron activation analysis)을 사용하여 수행된다.
Description
본 출원은 일반적으로, 개선된 석고 제품들 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 출원은 석고 제조 공정에서의 원소 검출의 사용에 관한 것이다.
석고 보드(gypsum board)는 주거 및 상업용 건물의 건설에 광범위하게 사용되어 왔다. 전형적인 석고 보드는 외장 층(facing layer)으로 알려진, 두 장의 종이(예를 들어, 다층(multi-ply) 종이), 유리 섬유 매트 또는 판지 재료 사이에 개재된 석고 코어(core)를 포함한다. 벽 및 지붕 재료에 사용하는 석고 보드의 종래의 제조 공정은 잘 알려져 있고, 일반적으로 상기 두 층의 외장 재료들 사이에 습윤 슬러리(wet slurry)의 코어 층을 형성하는 단계를 수반한다. 상기 습윤 코어가 고화(set)되고 건조되는 경우, 강도가 크고, 강성이 있으며, 내화성이 있는 건축 재료가 얻어진다.
석고 제조 공정, 특히 석고 벽판(wallboard) 공정에서의 생산 및 품질 수요의 증가는 품질 제어 공정의 속도 및 정확도의 개선의 필요성을 낳았다. 기존의 품질 관리 공정은 석고 슬러리로부터 샘플들을 추출하는 것에 의존한다. 이러한 샘플들은 이후, 추가적인 분석을 위해 별도의 실험실로 이송된다. 그러나, 그 결과를 수신할 때 쯤이면, 제조 작업(production run)은 오래전에 이미 종료되었다. 역사적으로, 엔지니어들은 원하는 물성을 갖는 제품을 제조하기 위해 원료 공급물의 속도를 수동적으로 제어함으로써 이러한 결점들을 극복해 왔다. 따라서, 당해 기술 분야에서 석고 벽판의 개선된 제조 방법, 특히 석고 벽판의 품질 및 조도(稠度, consistency)를 개선할 수 있는 방법에 대한 필요성이 여전히 인식된다.
본 출원의 구현예들은 복수의 석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법을 포함한다. 일반적으로 기술하면, 상기 방법은 상기 원료를 원소 분석기를 사용하여 분석하는 단계; 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정하는 단계; 및 상기 원료로부터 제조된 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질을 개선하기 위하여 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 원료 공급 스트림을 분석하는 단계는 온라인 원소 분석기를 사용하는 단계를 포함한다.
또한, 본 출원의 구현예들은 복수의 석고 제품의 분석 방법을 포함한다. 일반적으로 기술하면, 상기 방법은 상기 복수의 석고 제품을 순간 감마선 중성자 활성화 분석(prompt gamma neutron activation analysis)을 포함하는 원소 분석기를 사용하여 분석하는 단계; 상기 복수의 석고 제품의 품질을 검출하거나 및/또는 측정하는 단계; 및 상기 복수의 석고 제품을 상기 품질에 따라 분류하여 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질을 개선하는 단계를 포함한다.
본 출원의 또 다른 구현예들은 광산 현장에서 복수의 석고 제품의 제조용 원료를 분석하고 분류하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 광산 현장에서 상기 원료를 순간 감마선 중성자 활성화 분석을 포함하는 원소 분석기를 사용하여 분석하는 단계; 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정하는 단계; 및 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 따라 상기 원료를 분류하는 단계를 포함한다.
본 출원 및 그로부터 얻어지는 특허의 이들 및 다른 특징과 개량 사항은, 몇몇 도면 및 첨부된 특허청구범위와 연계하여, 하기의 상세한 설명을 검토함에 따라 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.
도 1은 석고 보드 제조 공정의 개략도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 프로그램화 가능한 제어 시스템을 포함하는 석고 보드 제조 공정의 개략도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 프로그램화 가능한 제어 시스템을 포함하는 석고 보드 제조 공정의 개략도이다.
도 4는 복수의 석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법의 개략도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 프로그램화 가능한 제어 시스템을 포함하는 석고 보드 제조 공정의 개략도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 프로그램화 가능한 제어 시스템을 포함하는 석고 보드 제조 공정의 개략도이다.
도 4는 복수의 석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법의 개략도이다.
본 출원은 실시간 공정 제어를 사용하는 석고 제품의 제조 공정을 제공함으로써 상술한 필요성을 해결한다.
일반적으로 기술하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법의 구현예들은 상기 원료를 원소 분석기를 사용하여 분석하는 단계; 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정하는 단계; 및 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하여 상기 원료로부터 제조된 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질을 개선하는 단계를 포함한다.
구현예들에서, 상기 방법은 상기 원료를 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 따라 분류하는 단계를 더 포함한다.
구현예들에서, 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계는 상기 원료를 복수의 다른 물질들 중 1종 이상과 적절한 비율로 혼합하여 지정된(specified) 화학 조성을 갖는 원료를 생성하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 개선된 조도 및 품질은 원소 분석을 사용하지 않고 제조된 석고 제품을 기준으로 측정될 수 있다. 구현예들에서, 상기 개선된 조도 및 품질은 복수의 석고 제품이 감소된 중량 가변성, 개선된 함량 균일성 또는 이들의 조합을 갖는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 복수의 석고 제품은 감소된 중량 가변성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있는 데, 이때 상기 복수의 석고 제품의 중량 가변성은 1000 ft2 당 약 150 lbs 미만, 1000 ft2 당 약 100 lbs 미만, 1000 ft2 당 약 50 lbs 미만 또는 1000 ft2 당 약 10 lbs 미만이다. 복수의 석고 제품은 개선된 함량 균일성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있는 데, 이때 복수의 석고 제품 내의 목표 화학 물질의 농도의 가변성은 약 ±10% 미만, 약 ±5% 미만, 약 ±2% 미만, 또는 약 ±1% 미만이다.
이하에서는 도면들을 참조하는데, 이때, 몇몇 도면에 걸쳐 동일한 부호들이 동일한 요소를 지칭한다. 도 1은 석고 보드의 제조 공정의 일반적인 개략도를 나타낸다. 상기 공정은 일반적으로 광산 또는 채석장에서 석고 암석을 추출하는 단계 (1), 상기 암석을 작은 조각으로 파쇄하는 단계 (2), 상기 작은 암석을 분쇄하여 매우 미세한, 분필같은 분말(랜드 플라스터(land plaster)라 칭함)을 생성하는 단계 (3), 및 하소된 랜드 플라스터(스투코(stucco)라 칭함)를 생성하기 위해 상기 랜드 플라스터를 가열하여 상기 플라스터로부터 대부분의 물을 제거하는 단계 (4)를 포함한다. 상기 스투코 및 임의의 다른 선택적인 건조 성분들이 미리 혼합된 후, 혼합기에 공급된다. 슬러리를 형성하는 데 사용되는, 물 및 다른 액체 성분들(예를 들면, 상기 슬러리 밀도를 제어하는 데 사용되는, 비누 또는 폼)을 상기 혼합기에 계량 투입하는 데 거기에서 이들은 상기 건조 성분들과 배합되어 수성 석고 슬러리를 형성하며, 이는 상기 혼합기의 배출 도관으로부터 배출된다 (6).
상기 슬러리는 연속 수평 이동하는 하부의 외장 시트 위에 퇴적된다 (7). 퇴적되는 슬러리의 양은 당해 기술 분야에서 알려진 방법으로 제어될 수 있다. 하부 외장 시트는 롤(roll)에서 공급된다. 상기 석고 슬러리를 받기 전에, 상기 하부 외장 시트의 에지는 위쪽으로 접혀진다. 이러한 에지들은 이후 당해 기술 분야에서 알려진 방법에 따라 상기 석고 슬러리 위에 곧바로 부착되는 상부 외장 시트의 중첩 부분에 접착될 수 있다.
상기 보드는 단일 연속 조각으로 컨베이어 라인을 따라 이동하며, 그러는 동안 상기 물이 상기 스투코를 재수화시키며, 그에 따라 그것을 경화시킨다 (8). 상기 라인의 끝에서, 블레이드는 상기 경화된 보드를 다양한 길이로 절단하는 데 (9), 상기 절단된 길이들은 상기 외장 종이 또는 매트를 보호하기 위해 외장 면이 위쪽으로 가도록 뒤집힐 수 있고 (10), 이후 상기 절단된 길이들은 가마(klin)로 공급되어 상기 건조 공정을 완료한다. 상기 석고 보드 (11)는 이후 상기 보드의 외장을 보호하기 위해 다발화하고, 쌓은 후, 고객에게 배송하기 위해 창고로 이송될 수 있다 (12).
본 명세서에 제공된 석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법의 구현예들이 석고 보드의 제조에 사용되기에 특히 효과적이나, 상기 방법은 플라스터(plaster) 및 조인트 배합물(joint compound)을 포함하는 다른 유형의 석고 제품을 제조하는 데 또한 사용될 수 있음을 통상의 기술자는 이해하여야 한다.
본 명세서의 구현예들은 상기 원료의 조성을 최적화하기 위해 원료의 분석 및 프로그램화 가능한 제어 시스템을 제공함으로써 상술한 공정을 개선한다. 상기 원료의 분석 방법은 상기 원료가 얻어지는 광산 현장에서 또는 석고 제품의 제조 동안 임의의 적절한 지점에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 상기 원료는 광산 현장에서 분석되는 데, 상기 원료를 분쇄(grinding) 및/또는 파쇄(crushing)한 후, 상기 원료를 하소하기 전 또는 후, 석고 슬러리를 형성하기 전 또는 후, 또는 외장 시트 위에 상기 석고 슬러리를 퇴적하기 전 또는 후에, 분석된다.
복수의 석고 제품의 제조 동안 원료의 분석 방법의 예시적인 구현예들은 도 2 및 3에 도시되는 데, 여기서 복수의 원료 공급 스트림이 제공되고, 상기 원료 공급 스트림 중 하나 이상은 석고를 포함한다. 상기 원료는 온라인으로 분석되어 상기 공정의 임의의 적절한 지점에서 상기 원료 공급물의 실제 조성을 결정할 수 있다.
상기 원료 공급물의 실제 조성을 측정하거나 및/또는 검출하고 결정하도록 구성될 수 있는 임의의 원소 분석기가 사용될 수 있는 데, 상기 원소 분석기의 비 제한적인 예들은 순간 감마 중성자 활성화 분석(PGNAA), 제어된 중성자 분석, x선 형광 분석, 레이저 분광 분석 또는 x선 회절 분석을 포함한다. 일 구현예에서, 상기 온라인 분석기는 PGNAA (이러한 시스템은 예를 들어, Thermo Scientific으로부터 입수 가능함)을 포함한다. 상기 원소 분석기는 하나 이상의 프로그램화 가능한 제어기에 결합된 다른 센서 (즉, 측정 장치, 변환기(transducer) 등)와 조합하여 사용될 수 있다.
구현예들에서, 상기 원소 분석기는 1종 이상의 화학 물질 및 미네랄의 양을 측정하거나 및/또는 검출하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 원소 분석기는 석고 (칼슘 설페이트 디하이드레이트), 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트, 칼슘 설페이트 안하이드라이트, 산 가용물, 산 불용물, 유기물, 물, 염 (예를 들어, 클로라이드 염), 황, 알루미늄 실리케이트, 칼슘 카보네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질들을 측정 및/또는 검출하도록 구성될 수 있다. 산 가용물의 비 제한적인 예들은 석회석, 샌드(sand), 셰일, 클레이, 실리카 필로실리케이트 또는 이들의 조합을 포함한다.
프로그램화 가능한 제어 시스템은 이후 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 물질의 양을 최적화하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 프로그램화 가능한 제어 시스템은 상기 석고 제품의 원하는 목표 조성에 기초하여 원료 공급물의 비율(proportioning)을 계산하고 제어 (즉, 펌프, 밸브 등을 사용하여) 하거나 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 부존재에 기초하여 상기 원료 공급물을 계산하고 분류 (즉, 게이트 및 밸브 등을 사용하여) 하도록 구성될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계는 상기 원료를 1종 이상의 다른 화학 물질과 혼합하여 지정된 화학 조성을 갖는 개질된 원료를 얻는 단계를 포함한다. 예를 들어, 프로그램화 가능한 제어 시스템은 혼합기에서 상기 개질된 원료를 생성하기 위해 상기 원료에 첨가되는 복수의 다른 물질들의 1종 이상의 첨가 및 그 양을 계측할 수 있다. 1종 이상의 복수의 다른 화학 물질들의 비 제한적인 예들은 녹말, 칼리(potash), 붕산, 촉진제, 발포제, 지연제(retarder), 분산제 및 이들의 조합을 포함한다. 도 2는 상기 혼합기에서 상기 다른 물질들을 상기 원료에 첨가하는 단계를 도시하나, 통상의 기술자는 상기 원료 및 1종 이상의 복수의 다른 물질들이 상기 원소 분석기에 후속하는 공정의 임의의 적절한 지점에서 조합될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 상기 1종 이상의 복수의 다른 물질들은 상기 원료를 하소하기 전 또는 후에 상기 원료에 첨가될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계는 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 따라 상기 원료를 분류하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 상기 프로그램화 가능한 제어 시스템은 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정할 수 있고 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 기초하여 일련의 게이트(gate)를 사용하여 상기 원료를 우회시킬 수 있다. 광산에서 또는 석고 제품의 제조 공정 동안 상기 원료를 분류함으로써, 얻어지는 석고 제품의 조성이 더 우수하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서 상기 원료는 복수의 원료 공급 스트림으로 분류될 수 있는 데, 각각의 원료 공급 스트림은 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 개별적인 농도를 갖는다. 상기 원료 공급 스트림은 이후 원하는 비율로 조합되어 (즉, 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 제1 농도를 갖는 제1 원료 및 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 제2 농도를 갖는 제2 원료를 조합하여 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 지정된 농도를 갖는 원료를 얻음으로써) 지정된 화학 조성을 갖는 원료를 얻을 수 있다.
또 다른 측면에서, 복수의 분석된 석고 제품이 제공된다. 상기 복수의 분석된 석고 제품은 개선된 조도를 갖는 데, 이는 감소된 중량 가변성, 개선된 함량 균일성 또는 이들의 조합을 특징으로 한다. 일 측면에서, 상기 복수의 분석된 석고 제품은 상술한 구현예들에서 기술된 방법을 사용하여 분석된 원료를 사용하여 제조될 수 있다. 또 다른 측면에서, 상기 복수의 분석된 석고 제품은 상기 복수의 석고 제품을 원소 분석기 (즉, 순간 감마 중성자 활성화 분석)를 사용하여 분석하는 단계, 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질을 검출하거나 및/또는 측정하는 단계; 및 상기 복수의 석고 제품을 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질에 따라 분류하여 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질을 개선하는 단계를 포함하는 방법에 의해 분석될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 복수의 석고 제품의 개선된 조도 및 품질은 바람직하게는, 개선된 함량 균일성 및 감소된 중량 가변성을 갖는 것으로 규정(characterize)된다.
청구된 방법들의 구현예들은 실시간 공정 제어 기능을 제공함으로써 기존의 석고 제조 공정을 개선하는데, 석고 슬러리로부터 샘플을 분석하는 데 현재 요구되는 시간을 현저히 감소시키고 제품의 품질 및 조도를 개선한다.
실시예
실시예
1
석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법의 예시적인 일 구현예는 도 2에 도시된다. 석고를 포함하는 원료를 제공하고 원소 분석을 수행하기 전에 하소한다. 원소 분석기는 상기 하소된 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질, 예를 들어, 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도를 검출하고 측정하도록 구성된다. 상기 원소 분석기와 통신하는 프로그램화 가능한 제어 시스템은 상기 하소된 원료의 원하는 조성을 얻는 데 요구되는 다른 원료의 양을 계산하고 계량(metering)을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 프로그램 가능한 제어 시스템은 상기 하소된 원료가 석고 보드의 제조에 사용되기 전에, 상기 하소된 원료 내의 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도가 과도하게 낮음을 결정하고, 상기 하소된 원료에 첨가되어야 하는 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 양을 계산하고, 혼합기 내에서 상기 하소된 원료에 첨가되는 정제된 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 첨가를 계량하는 제어 밸브와 통신하여, 원하는 화학 조성을 갖는 개질된 하소된 원료를 얻을 수 있다.
실시예
2
석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법의 다른 예시적인 구현예는 도 3에 도시된다. 석고를 포함하는 원료를 제공하고 상기 원료를 하소하기 전에 원소 분석을 수행한다. 원소 분석기는 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질, 예를 들어, 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도를 검출하고 측정하도록 구성된다. 상기 원료는 선택적으로(optionally), 하소하기 전에 상기 원료의 조성에 따라 분류될 수 있다.
도 2에 도시된 구현예와 마찬가지로, 상기 원소 분석기와 통신하는 프로그램화 가능한 제어 시스템은 상기 원료의 원하는 조성을 얻는 데 요구되는 다른 원료의 양을 계산하고 계량을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 프로그램 가능한 제어 시스템은 상기 원료가 석고 보드의 제조에 사용되기 전에, 상기 원료 내의 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도가 과도하게 낮음을 결정하고, 상기 원료에 첨가되어야 하는 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 양을 계산하고, 혼합기 내에서 상기 원료에 첨가되는 정제된 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 첨가를 계량하는 제어 밸브와 통신하여, 원하는 화학 조성을 갖는 개질된 원료를 얻을 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원료는 상기 원료를 원소 분석한 후 및 상기 원료가 상기 혼합기에서 다른 물질들에 의해 개질되기 전에 하소될 수 있다.
전술한 것들이 단지 본 출원 및 그로부터 얻어지는 특허의 특정 구현예들에 관한 것임은 명백하다. 하기의 특허청구범위 및 이들의 등가물(equivalent)에 의해 정의되는 본 발명의 일반적인 사상 및 범위를 벗어나지 않고 수많은 변화 및 변경이 당해 기술 분야에서 통상의 기술자에 의해 본 명세서에서 이루어질 수 있다.
본 개시의 구현예들은 또한 하기의 단락들 중 어느 하나 이상에 관한 것이다:
1. 복수의 석고 제품의 제조용 원료의 분석 방법으로서,
상기 원료를 순간 감마선 중성자 활성화 분석을 포함하는 원소 분석기를 사용하여 분석하는 단계;
상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정하는 단계; 및
상기 원료로부터 제조된 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질을 개선하기 위하여 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계를 포함하는 분석 방법.
2. 단락 1에 있어서, 상기 원료를 분석하기 전에, 상기 원료를 파쇄하거나 및/또는 분쇄하는 단계를 더 포함하는 분석 방법.
3. 단락 1에 있어서, 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계는 상기 원료를 하소하는 단계에 앞서는 분석 방법.
4. 단락 1에 있어서, 상기 원료를 분석하는 단계는 상기 원료를 하소하는 단계에 후속하는 분석 방법.
5. 단락 1에 있어서, 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계는 상기 원료를 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 따라 분류하는 단계를 포함하는 분석 방법.
6. 단락 5에 있어서, 상기 1종 이상의 목표 화학 물질은 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 포함하는 분석 방법.
7. 단락 5에 있어서, 상기 1종 이상의 목표 화학 물질은 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트를 포함하는 분석 방법.
8. 단락 5에 있어서, 상기 1종 이상의 목표 화학 물질은 칼슘 설페이트를 포함하는 분석 방법.
9. 단락 1에 있어서, 상기 원소 분석기는 순간 감마선 중성자 활성화 분석, 제어된 중성자 분석, x선 형광 분석, 레이저 분광 분석 또는 x선 회절 분석을 포함하는 분석 방법.
10. 단락 1에 있어서, 상기 원소 분석기는 순간 감마선 중성자 활성화 분석을 포함하는 분석 방법.
11. 단락 1에 있어서, 상기 원소 분석기는 석고(칼슘 설페이트 디하이드레이트), 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트, 칼슘 설페이트 안하이드라이트, 산 가용물, 산 불용물, 유기물, 물, 염, 철, 황 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정하도록 구성되는 분석 방법.
12. 단락 11에 있어서, 상기 산 가용물은 석회석을 포함하는 분석 방법.
13. 단락 11에 있어서, 상기 산 불용물은 샌드, 셰일, 클레이, 실리카 필로실리케이트 또는 이들의 조합을 포함하는 분석 방법.
14. 단락 11에 있어서, 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계는 상기 원료를 녹말, 칼리, 붕산, 촉진제, 발포제, 지연제 및 분산제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 다른 물질과 혼합하는 단계를 포함하는 분석 방법.
15. 단락 14에 있어서, 상기 원료를 분석하는 단계에 후속하고 상기 원료를 1종 이상의 다른 물질과 혼합하는 단계에 앞서서, 상기 원료를 하소하는 단계를 더 포함하는 분석 방법.
16. 단락 14에 있어서, 상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하는 단계는, 상기 원료를 분석하는 단계에 후속하고 상기 원료를 1종 이상의 다른 물질과 혼합하는 단계에 앞서서, 상기 원료를 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 따라 분류하는 단계를 더 포함하는 분석 방법.
17. 단락 16에 있어서, 상기 1종 이상의 목표 화학 물질은 칼슘 설페이트 디하이드레이트, 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트, 칼슘 설페이트 안하이드라이트, 클로라이드 염, 황, 철, 알루미늄 실리케이트, 칼슘 카보네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 분석 방법.
18. 단락 1에 있어서, 상기 방법은 상기 석고 제품의 원소 화학의 가변성(variability)을 감소시키는 데 효과적인 분석 방법.
19. 단락 1의 방법에 의해 제조된 복수의 석고 제품.
20. 감소된 중량 가변성, 향상된 함량 균일성 또는 이들의 조합을 특징으로 하는 향상된 조도 및 품질을 갖는 복수의 분석된 석고 제품.
21. 단락 20에 있어서, 상기 감소된 중량 가변성은 1000 ft2 당 약 150 lbs 미만의 중량 가변성을 포함하는 복수의 석고 제품.
22. 단락 20에 있어서, 상기 감소된 중량 가변성은 1000 ft2 당 약 100 lbs 미만의 중량 가변성을 포함하는 복수의 석고 제품.
23. 단락 20에 있어서, 상기 감소된 중량 가변성은 1000 ft2 당 약 50 lbs 미만의 중량 가변성을 포함하는 복수의 석고 제품.
24. 단락 20에 있어서, 상기 감소된 중량 가변성은 1000 ft2 당 약 10 lbs 미만의 중량 가변성을 포함하는 복수의 석고 제품.
25. 단락 20에 있어서, 상기 향상된 함량 균일성은 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도 가변성이 약 ±10% 미만인 것을 특징으로 하는 복수의 석고 제품.
26. 단락 20에 있어서, 상기 향상된 함량 균일성은 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도 가변성이 약 ±5% 미만인 것을 특징으로 하는 복수의 석고 제품.
27. 단락 20에 있어서, 상기 향상된 함량 균일성은 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도 가변성이 약 ±2% 미만인 것을 특징으로 하는 복수의 석고 제품.
28. 단락 20에 있어서, 상기 향상된 함량 균일성은 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 농도 가변성이 약 ±1% 미만인 것을 특징으로 하는 복수의 석고 제품.
29. 단락 20에 있어서, 상기 석고 제품은 석고 보드, 플라스터, 또는 조인트 배합물로 이루어진 군에서 선택되는 복수의 석고 제품.
30. 복수의 석고 제품의 분석 방법으로서, 상기 방법은
상기 복수의 석고 제품을 순간 감마선 중성자 활성화 분석을 포함하는 원소 분석기를 사용하여 분석하는 단계;
상기 복수의 석고 제품 중의 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양을 검출하거나 및/또는 측정하는 단계; 및
상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 따라 상기 복수의 석고 제품을 분류하여 상기 복수의 석고 제품의 조도 및 품질을 개선하는 단계를 포함하는 분석 방법.
31. 광산 현장에서 복수의 석고 제품의 제조용 원료를 분석하는 방법으로서, 상기 방법은
광산 현장에서 상기 원료를 순간 감마선 중성자 활성화 분석을 포함하는 원소 분석기를 사용하여 분석하는 단계;
상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정하는 단계; 및
상기 원료 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 존재 및/또는 양에 따라 상기 원료를 분류하는 단계를 포함하는 분석 방법.
32. 복수의 석고 제품의 제조용 원료의 분석 시스템으로서, 상기 시스템은
상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질을 검출하거나 및/또는 그 양을 측정하도록 구성된 원소 분석기; 및
상기 원료 공급물 내의 상기 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 최적화하도록 구성된 프로그램화 가능한 제어 시스템을 포함하는 분석 시스템.
33. 단락 32에 있어서, 상기 원소 분석기는 순간 감마선 중성자 활성화 분석, 제어된 중성자 분석, x-레이 형광 분석, 레이저 분광 분석 또는 x선 회절 분석을 포함하는 분석 시스템.
34. 본 명세서에 제공된 구현예들 중 어느 하나에 따른 방법.
35. 본 명세서에 제공된 구현예들 중 어느 하나에 따른 시스템.
Claims (33)
- 석고 제품(gypsum product)의 제조 방법으로서, 상기 방법은
순간 감마선 중성자 활성화 분석(prompt gamma neutron activation analysis)을 포함하는 원소 분석기를 사용하여 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 검출 또는 측정하는 단계로서, 상기 1종 이상의 목표 화학 물질이 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 포함하는 단계;
상기 원소 분석기를 사용하여 검출 또는 측정된 상기 원료 내의 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 양에 따라 상기 원료를 복수의 원료 공급 스트림으로 분류하는 단계로서, 각 공급 스트림이 칼슘 설페이트 디하이드레이트의 개별적인 농도를 갖는 단계; 및
상기 복수의 원료 공급 스트림 중 적어도 2개를 배합하여 특정 농도의 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 갖는 원료를 얻는 단계를 포함하고,
상기 특정 농도의 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 갖는 원료로부터 제조된 석고 제품이 개선된 조도(稠度, consistency) 및 품질을 나타내는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 검출 또는 측정하는 단계 이전에, 상기 원료를 파쇄하거나 또는 분쇄하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 원료 공급 스트림 중 적어도 2개를 배합하는 단계는 상기 원료를 하소하는 단계에 앞서는(upstream) 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 검출 또는 측정하는 단계는 상기 원료를 하소하는 단계에 후속하는(downstream) 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 1종 이상의 목표 화학 물질은 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트 또는 칼슘 설페이트를 더 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 원소 분석기는 제어된 중성자 분석, x선 형광 분석, 레이저 분광 분석 또는 x선 회절 분석을 더 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 원소 분석기는 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트, 칼슘 설페이트 안하이드라이트, 산 가용물, 산 불용물, 유기물, 물, 염, 철, 황 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 검출 또는 측정하도록 더 구성되는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 산 가용물은 석회석을 포함하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 산 불용물은 샌드(sand), 셰일, 클레이, 실리카 필로실리케이트 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 원료를 녹말, 칼리(potash), 붕산, 촉진제, 발포제, 지연제(retarder) 및 분산제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 다른 물질과 혼합하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 검출 또는 측정하는 단계에 후속하고 상기 원료를 1종 이상의 다른 물질과 혼합하는 단계에 앞서서, 상기 원료를 하소하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 원료를 분류하는 단계는 상기 원료를 1종 이상의 다른 물질과 혼합하는 단계에 앞서는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방법은 특정 화학 조성을 갖는 원료를 얻는데 효과적인 방법.
- 제1항의 제조 방법에 의해 제조된 원료로부터 제조된 복수의 석고 제품.
- 제14항에 있어서, 상기 복수의 석고 제품이 1000 ft2 당 150 lbs 미만의 중량 가변성을 나타내는 복수의 석고 제품.
- 제14항에 있어서, 상기 복수의 석고 제품이 ±10% 미만의 칼슘 설페이트 디하이드레이트 농도 가변성을 나타내는 복수의 석고 제품.
- 석고 제품의 제조용 시스템으로서, 상기 시스템은
순간 감마선 중성자 활성 분석을 포함하고 원료 내의 1종 이상의 목표 화학 물질의 양을 검출 또는 측정하도록 구성된 원소 분석기로서, 상기 1종 이상의 목표 화학 물질이 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 포함하는 원소 분석기; 및
상기 원료를 복수의 원료 공급 스트림으로 분류하여 특정 농도의 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 갖는 원료를 얻도록 구성된 프로그램화 가능한 제어 시스템을 포함하고,
상기 특정 농도의 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 갖는 원료로부터 제조되는 석고 제품이 개선된 조도 및 품질을 나타내는 시스템. - 제17항에 있어서, 상기 원소 분석기는 제어된 중성자 분석, x-레이 형광 분석, 레이저 분광 분석 또는 x선 회절 분석을 더 포함하는 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 석고 제품의 개선된 조도 및 품질이 1000 ft2 당 150 lbs 미만의 감소된 중량 가변성, ±10% 미만의 칼슘 설페이트 디하이드레이트 농도 가변성에 의해 특징지워지는 개선된 함량 균일성, 또는 이들의 조합에 의해 특징지워지는 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 특정 농도의 칼슘 설페이트 디하이드레이트를 갖는 원료로부터 제조된 석고 제품이 1000 ft2 당 150 lbs 미만의 감소된 중량 가변성, ±10% 미만의 칼슘 설페이트 디하이드레이트 농도 가변성에 의해 특징지워지는 개선된 함량 균일성, 또는 이들의 조합에 의해 특징지워지는 개선된 조도 및 품질을 나타내는 시스템.
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