KR102135062B1 - 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

주편 연속 제조 장치는 용탕을 공급하는 용탕 공급부, 상기 용탕을 판(plate) 형태의 제1 주편으로 주조하는 몰드부, 상기 제1 주편을 냉각수로 냉각하는 냉각부, 상기 제1 주편을 설정된 입도를 가지는 제2 주편으로 파쇄하는 파쇄부, 및 상기 제1 주편으로부터 상기 냉각수를 분리하는 메쉬 컨베이어(mesh conveyor)를 포함한다.

Description

주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTINUOUS MANUFACTURE OF CASTING CHIP}
본 기재는 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 철합금(ferro-alloy)은 설정된 형태의 몰드를 이용해 몰드에 대응하는 럼프(lump) 형태의 주편으로 주조된 후, 냉각 및 파쇄 공정을 거쳐 설정된 입도를 가지도록 파쇄된 후 수요자에게 공급된다.
종래에는, 2m(가로) x 2m(세로) x 0.25m(두께) 크기의 럼프(lump) 형태의 주편을 락 크러셔(rock-crusher)로 1차 파쇄하고, 이를 다시 조오 크러셔(jaw-crusher)로 2차 파쇄하여 설정된 입도를 가지는 주편으로 제조하였다.
그런데, 종래에는 럼프 형태의 주편 파쇄 시, 주편의 파쇄 단면이 3차원 형상이 되어 다량의 파우더(powder)가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 2차에 걸친 파쇄 공정 및 배치(batch) 공정으로 인하여 설정된 입도를 가지는 주편의 제조 시간 및 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 파쇄를 위해 냉각된 주편이 충분히 건조되지 않고 설정된 입도를 가지도록 파쇄되어 수요자에게 공급된 경우, 수요자에 의한 주편의 재용융(re-melting) 과정에서 폭발 사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
일 실시예는, 주편 파쇄 시 파우더 발생이 최소화된 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 설정된 입도를 가지는 주편의 제조 시간 및 제조 비용이 절감된 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 설정된 입도를 가지는 주편을 충분히 건조하는 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법을 제공하고자 한다.
일 측면은 용탕을 공급하는 용탕 공급부, 상기 용탕 공급부와 이웃하며, 상기 용탕을 판(plate) 형태의 제1 주편으로 주조하는 몰드부, 상기 몰드부와 이웃하며, 상기 제1 주편을 냉각수로 냉각하는 냉각부, 상기 냉각부와 이격되며, 상기 제1 주편을 설정된 입도를 가지는 제2 주편으로 파쇄하는 파쇄부, 및 상기 냉각부와 상기 파쇄부 사이에 위치하여 상기 제1 주편을 상기 파쇄부로 이송하며, 상기 제1 주편으로부터 상기 냉각수를 분리하는 메쉬 컨베이어(mesh conveyor)를 포함하는 주편 연속 제조 장치를 제공한다.
상기 메쉬 컨베이어는 선단 대비 후단이 상측에 위치하도록 경사질 수 있다.
상기 파쇄부와 이웃하여 상기 제2 주편을 이송하는 벨트 컨베이어, 및 상기 벨트 컨베이어의 상측에 위치하며, 상기 벨트 컨베이어로 에어(air)를 공급하는 에어 블로워를 더 포함할 수 있다.
상기 벨트 컨베이어는 선단 대비 후단이 상측에 위치하도록 경사질 수 있다.
상기 벨트 컨베이어와 이웃하여 상기 벨트 컨베이어로부터 이송된 제2 주편을 저장하는 호퍼부를 더 포함하며, 상기 호퍼부는 내부로 균일 간격을 가지고 에어를 공급할 수 있다.
상기 파쇄부는 상기 제1 주편을 2단으로 파쇄하는 2단 롤 크러셔를 포함할 수 있다.
상기 파쇄부는 상기 제1 주편을 상기 설정된 입도에 대응하는 간격으로 타격하는 펀치를 포함할 수 있다.
상기 파쇄부는 상기 제1 주편의 판면을 가압하여 파쇄하는 프레스를 포함할 수 있다.
또한, 일 측면은 용탕을 판(plate) 형태의 제1 주편으로 주조하는 단계, 상기 제1 주편을 냉각수로 냉각하는 단계, 상기 제1 주편을 이송하면서 상기 제1 주편으로부터 상기 냉각수를 분리하여 제1 건조하는 단계, 및 상기 제1 주편을 설정된 입도를 가지는 제2 주편으로 파쇄하는 단계를 포함하는 주편 연속 제조 방법을 제공한다.
상기 제2 주편을 이송하면서 상기 제2 주편에 에어를 공급하여 제2 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 건조하는 단계는 상기 제2 주편의 온도를 60도 내지 80도의 온도로 관리하여 수행할 수 있다.
상기 제2 주편을 저장하고, 상기 제2 주편에 균일 간격을 가지고 에어를 공급하여 제3 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 주편 파쇄 시 파우더 발생이 최소화된 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법이 제공된다.
또한, 설정된 입도를 가지는 주편의 제조 시간 및 제조 비용이 절감된 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법이 제공된다.
또한, 설정된 입도를 가지는 주편을 충분히 건조하는 주편 연속 제조 장치 및 주편 연속 제조 방법이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 메쉬 컨베이어 및 파쇄부를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치의 파쇄부의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치의 파쇄부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 주편 연속 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 습공기선도(psychrometric chart)를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치는 용탕(MM)(일점쇄선)을 판 형태의 제1 주편(CC1)(이점쇄선)으로 주조하고, 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)(점선)으로 분쇄한다. 제1 주편(CC1)의 두께는 1mm 내지 30mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 주편(CC2)의 입도는 1mm 내지 100mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 주편(CC2)의 입도는 평균 입도일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치는 철 합금(ferro-alloy) 중 페로 실리콘(Fe-Si)을 용융한 용탕(MM)으로부터 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)인 페로 실리콘 주편을 제조할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 철 합금 주편을 제조할 수 있다.
일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치는 용탕 공급부(100), 몰드부(200), 냉각부(300), 메쉬 컨베이어(400), 파쇄부(500), 벨트 컨베이어(600), 에어 블로워(700), 호퍼부(800)를 포함한다.
용탕 공급부(100)는 철 합금(ferro-alloy)을 용융한 용탕(MM)을 몰드부(200)로 공급한다.
용탕 공급부(100)는 틸팅(tilting)될 수 있으며, 틸팅 각도(tilting angle)에 따라 몰드부(200)로 공급되는 용탕(MM)의 양이 제어될 수 있다.
몰드부(200)는 용탕 공급부(100)와 이웃한다. 몰드부(200)는 용탕(MM)을 판(plate) 형태의 제1 주편(CC1)으로 주조한다.
몰드부(200)로 공급된 용탕(MM)은 몰드부(200)를 따라 흘러내리면서 판 형태의 제1 주편(CC1)으로 주조된다.
몰드부(200)는 복수의 몰드판(210)들 및 진동부(220)를 포함한다.
복수의 몰드판(210)들은 수평면에 대해 하향 경사지게 배치된다. 몰드판(210)들의 경사도는 판 형태로 주조되는 제1 주편(CC1)의 두께를 결정할 수 있다. 수평면에 대한 몰드판(210)들의 경사도가 크면 용탕(MM)이 흐름 속도가 증가되어 얇은 두께의 제1 주편(CC1)이 주조되고, 몰드판(210)들의 경사도가 작으면 용탕(MM)의 흐름 속도가 저하되어 두꺼운 두께의 제1 주편(CC1)이 주조된다.
복수의 몰드판(210)들은 서로 단차를 가지고 순차적으로 연결될 수 있다. 몰드판(210)들은 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 몰드판(210)들의 표면에는 도금층이 형성될 수 있다. 일례로, 도금층은 Ni-Cr 합금을 포함할 수 있다.
복수의 몰드판(210)들에서 용탕(MM)은 판 형태의 제1 주편(CC1)으로 주조되면서 서로 단차를 가지는 복수의 몰드판(210)들을 따라 이동한다. 판 형태의 제1 주편(CC1)은 서로 단차진 몰드판(210)들 사이를 지나면서 몰드판(210)에 의한 충격으로 쪼개지거나, 단차진 높이만큼 낙하되어 충격에 의해 쪼개지면서 파쇄될 수 있다. 최종적으로 복수의 몰드판(210)들 중 최하부의 몰드판(210)을 지나면서 일정한 크기를 가지는 판 형태의 제1 주편(CC1)이 주조되어 냉각부(300)로 이송될 수 있다.
진동부(220)는 복수의 몰드판(210)들에 진동을 가한다. 진동부(220)에 의해 복수의 몰드판(210)들이 진동하면서 복수의 몰드판(210)들을 따라 제1 주편(CC1)이 파쇄 및 이동될 수 있다. 진동부(220)는 공지된 다양한 진동 부재를 포함할 수 있다.
냉각부(300)는 몰드부(200)와 이웃하며, 몰드부(200)로부터 주조된 제1 주편(CC1)을 냉각수로 냉각한다.
냉각부(300)는 복수의 냉각판(310)들 및 분사부(320)를 포함한다. 복수의 냉각판(310)들은 수평면에 대해 하향 경사지게 배치된다. 복수의 냉각판(310)들은 서로 단차를 가지고 순차적으로 연결될 수 있다. 복수의 냉각판(310)들에서 판 형태의 제1 주편(CC1)은 분사부(320)에 의한 냉각수에 의해 냉각되면서 서로 단차를 가지는 복수의 냉각판(310)들을 따라 이동한다. 판 형태의 제1 주편(CC1)은 서로 단차진 냉각판(310)들 사이를 지나면서 냉각판(310)들에 의한 충격으로 쪼개지거나, 단차진 높이만큼 낙하되어 충격에 의해 쪼개지면서 파쇄될 수 있다. 최종적으로 복수의 냉각판(310)들 중 최하부의 냉각판(310)을 지나면서 일정한 크기를 가지는 판 형태의 제1 주편(CC1)이 냉각되어 메쉬 컨베이어(400)로 이송될 수 있다. 메쉬 컨베이어(400)로 이송되는 제1 주편(CC1)은 10mm 내지 20mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
분사부(320)는 냉각수를 복수의 냉각판(310)들 상에 위치하는 제1 주편(CC1)으로 분사한다. 분사부(320)는 냉각수를 분사하는 복수의 노즐들을 포함할 수 있으며, 이 노즐들은 냉각판(310)들의 연장 방향을 따라 서로 균일 또는 비균일한 간격으로 배치될 수 있다.
한편, 냉각부(300)는 복수의 냉각판(310)들에 진동을 가하는 진동부를 더 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 메쉬 컨베이어 및 파쇄부를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 메쉬 컨베이어(400)는 냉각부(300)와 파쇄부(500) 사이에 위치한다. 메쉬 컨베이어(400)는 냉각부(300)에서 냉각된 제1 주편(CC1)을 파쇄부(500)로 이송한다. 메쉬 컨베이어(400)는 복수의 관통홀들을 포함하는 메쉬 형태의 벨트 및 벨트를 구동하는 복수의 롤들을 포함할 수 있다. 메쉬 컨베이어(400)는 제1 주편(CC1)을 파쇄부(500)로 이송하면서 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)를 복수의 관통홀들을 통해 자유 낙하시킴으로써, 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)를 분리한다.
한편, 제1 주편(CC1)으로부터 분리된 냉각수(CW)는 다시 냉각부(300)의 분사부(320)로 공급되어 재활용될 수 있다. 일례로, 메쉬 컨베이어(400)의 하부에 제1 주편(CC1)으로부터 분리된 냉각수(CW)를 저장하는 저장부, 저장부와 분사부(320) 사이를 연결하는 튜브, 튜브에 연결된 펌프 등의 구성에 의해 제1 주편(CC1)으로부터 분리된 냉각수(CW)가 분사부(320)로 공급되어 재활용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
메쉬 컨베이어(400)는 선단 대비 후단이 상측에 위치하도록 경사져 있다. 이로 인해 제1 주편(CC1)이 메쉬 컨베이어(400)의 선단으로부터 후단으로 이송되면서 제1 주편(CC1)의 위치 에너지가 증가되기 때문에, 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)가 보다 용이하게 분리될 수 있다.
즉, 메쉬 컨베이어(400)에 의해 제1 주편(CC1)이 냉각부(300)로부터 파쇄부(500)로 이송되면서 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)가 분리됨으로써, 제1 주편(CC1)에 제1 건조가 수행된다.
파쇄부(500)는 메쉬 컨베이어(400)를 사이에 두고 냉각부(300)와 이격된다. 파쇄부(500)는 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄한다.
파쇄부(500)는 제1 주편(CC1)을 2단으로 파쇄하는 제1 롤 크러셔(510) 및 제2 롤 크러셔(520)를 포함하는 2단 롤 크러셔를 포함한다.
제1 롤 크러셔(510)는 제1 주편(CC1)을 조 파쇄(rough crushing)할 수 있으며, 제2 롤 크러셔(520)는 조 파쇄된 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 입도 파쇄(sizing crushing)할 수 있다.
파쇄부(500)가 판 형태의 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄할 때, 제1 주편(CC1)이 판 형태를 가짐으로써, 제1 주편(CC1)의 두께 방향으로만 크랙(crack)이 발생되어 제1 주편(CC1)의 파쇄 단면이 2차원 형상이 되기 때문에, 파쇄 단면이 3차원 형상이 되는 럼프(lump) 형태의 주편 파쇄 대비 제1 주편(CC1) 파쇄 시 파우더(powder) 발생이 최소화된다.
도 3은 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치의 파쇄부의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3의 (A)는 파쇄부의 측면을 나타낸 도면이며, (B)는 파쇄부의 일 측 평면을 나타낸 도면이다.
도 3의 (A) 및 (B)를 참조하면, 일례로서, 파쇄부(502)는 이송부(530) 및 펀치(540)를 포함할 수 있다.
이송부(530)는 판 형태의 제1 주편(CC1)을 펀치(540) 방향으로 이송한다. 이송부(530)는 단부에 설정된 간격을 가지고 이격된 복수의 관통홀들을 포함한다. 이송부(530)의 관통홀들은 파쇄부(502)에 의해 파쇄된 제2 주편(CC2)의 설정된 입도에 대응하는 간격으로 서로 이격될 수 있다.
펀치(540)는 설정된 간격을 가지고 이송부(530)의 관통홀들을 지나는 복수의 해머들을 포함한다. 펀치(540)는 회동하며, 복수의 해머들은 펀치(540)의 회동에 따라 이송부(530)의 관통홀들을 지날 수 있다.
즉, 파쇄부(502)는 이송부(530)에 의해 이송된 판 형태의 제1 주편(CC1)을 펀치(540)를 이용해 설정된 입도에 대응하는 간격으로 타격하여 판 형태의 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄한다.
도 4는 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치의 파쇄부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 파쇄부(503)는 지지부(560) 및 프레스(570)를 포함한다. 지지부(560)는 제1 톱니부(561)를 포함하며, 프레스(570)는 제2 톱니부(571)를 포함한다. 프레스(570)는 지지부(560)에 지지된 제1 주편의 판면을 가압하여 제1 주편을 파쇄한다. 지지부(560)의 제1 톱니부(561)의 요부로부터 철부까지의 길이 및 프레스(570)의 제2 톱니부(571)의 요부로부터 철부까지의 길이는 프레스(570)에 의해 파쇄된 제2 주편의 설정된 입도에 대응하는 길이를 가질 수 있다.
즉, 파쇄부(503)는 프레스(570)를 이용해 판 형태의 제1 주편을 가압하여 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄한다.
다시 도 1을 참조하면, 벨트 컨베이어(600)는 파쇄부(500)와 이웃하여 파쇄부(500)에 의해 파쇄되어 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)을 호퍼부(800)로 이송한다.
벨트 컨베이어(600)는 선단 대비 후단이 상측에 위치하도록 경사져 있다. 이로 인해 제2 주편(CC2)이 벨트 컨베이어(600)의 선단으로부터 후단으로 이송되면서 선단에 위치한 제2 주편(CC2)의 복사열이 대류에 의해 후단에 위치한 제2 주편(CC2)으로 이동되기 때문에, 벨트 컨베이어(600)에 의해 이송되는 제2 주편(CC2)의 수분이 용이하게 건조될 수 있다.
에어 블로워(700)는 벨트 컨베이어(600)의 후단 상측에 위치한다. 에어 블로워(700)는 벨트 컨베이어(600)의 후단으로부터 선단으로 에어(air)를 공급한다. 에어 블로워(700)가 공급하는 에어는 설정된 온도를 가질 수 있다.
에어 블로워(700)가 벨트 컨베이어(600)의 후단으로부터 선단으로 에어를 공급함으로써, 벨트 컨베이어(600)에 의해 이송되는 제2 주편(CC2)의 수분이 대류에 의해 건조된다.
즉, 벨트 컨베이어(600) 및 에어 블로워(700)에 의해 제2 주편(CC2)이 파쇄부(500)로부터 호퍼부(800)로 이송되면서 제2 주편(CC2)의 수분이 건조됨으로써, 제2 주편(CC2)에 제2 건조가 수행된다.
제2 주편(CC2)에 대한 제2 건조는 제2 주편(CC2)의 온도를 60도 내지 80도로 관리하여 수행할 수 있다.
제2 주편(CC2)을 60도 내지 80도의 온도로 관리함으로써, 제2 주편(CC2) 표면의 충분한 열량으로 액체가 기체로 바뀔 때 필요한 열량이 공급되는 동시에, 높은 온도로 주위의 온도가 상승하면서 상대습도가 낮아져 확산에 의한 증발이 촉진되기 때문에, 제2 주편(CC2)에 대한 제2 건조가 용이하게 수행된다.
또한, 에어 블로워(700)가 고온의 공기를 제2 주편(CC2)으로 공급함으로써, 대류 및 확산에 의한 증발을 촉진되기 때문에, 제2 주편(CC2)에 대한 제2 건조가 용이하게 수행된다.
호퍼부(800)는 벨트 컨베이어(600)와 이웃하여 벨트 컨베이어(600)로부터 이송된 제2 주편(CC2)을 저장한다.
호퍼부(800)는 호퍼부(800)의 내부로 균일 간격을 가지고 에어(air)를 공급한다. 호퍼부(800)는 내부에 에어 퍼징(air purging)을 수행할 수 있다. 호퍼부(800)는 내부에 에어를 공급할 수 있다면 공지된 다양한 에어 공급 수단을 포함할 수 있다.
호퍼부(800)가 내부로 에어를 공급함으로써, 호퍼부(800)에 저장된 제2 주편(CC2)의 습기가 제2 주편(CC2)으로부터 제거된다.
즉, 호퍼부(800)에 의해 제2 주편(CC2)이 저장되면서 호퍼부(800)의 에어에 의해 제2 주편(CC2)의 습기가 제거됨으로써, 제2 주편(CC2)에 제3 건조가 수행된다.
호퍼부(800)에 저장된 제2 주편(CC2)은 패키징(packaging)되어 수요자에게 공급될 수 있다.
이상과 같이, 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치는 몰드부(200)가 용탕(MM)을 판 형태의 제1 주편(CC1)으로 주조하고, 파쇄부(500)가 판 형태의 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄함으로써, 제1 주편(CC1)이 판 형태를 가져 제1 주편(CC1)의 두께 방향으로만 크랙(crack)이 발생되어 제1 주편(CC1)의 파쇄 단면이 2차원 형상이 되기 때문에, 파쇄 단면이 3차원 형상이 되는 럼프(lump) 형태의 주편 파쇄 대비 제1 주편(CC1) 파쇄 시 파우더(powder) 발생을 최소화한다.
즉, 제1 주편(CC1) 파쇄 시 파우더 발생이 최소화된 주편 연속 제조 장치가 제공된다.
또한, 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치는 몰드부(200)가 판 형태의 제1 주편(CC1)을 주조하고, 냉각부(300)가 제1 주편(CC1)을 냉각하고, 파쇄부(500)가 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄하는 연속 공정을 수행함으로써, 배치(batch) 공정 대비 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)의 제조 시간 및 제조 비용을 절감한다.
즉, 설정된 입도를 가지는 제1 주편(CC1)의 제조 시간 및 제조 비용이 절감된 주편 연속 제조 장치가 제공된다.
또한, 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치는 메쉬 컨베이어(400)가 제1 주편(CC1)을 냉각부(300)로부터 파쇄부(500)로 이송하면서 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)를 분리하여 제1 주편(CC1)에 제1 건조를 수행하고, 벨트 컨베이어(600) 및 에어 블로워(700)가 제2 주편(CC2)을 파쇄부(500)로부터 호퍼부(800)로 이송하면서 제2 주편(CC2)의 수분을 제거하여 제2 주편(CC2)에 제2 건조를 수행하고, 호퍼부(800)가 제2 주편(CC2)을 저장하면서 에어를 이용해 제2 주편(CC2)의 습기를 제거하여 제2 주편(CC2)에 제3 건조를 수행함으로써, 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)을 충분히 건조한다.
즉, 충분히 건조된 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)을 제조함으로써, 수요자에 의한 제2 주편(CC2)의 재용융(re-melting) 과정에서 폭발 사고가 발생되는 것을 억제한 주편 연속 제조 장치가 제공된다.
이하, 도 5, 도 6 및 도 1을 참조하여 다른 실시예에 따른 주편 연속 제조 방법을 설명한다. 다른 실시예에 따른 주편 연속 제조 방법은 상술한 일 실시예에 따른 주편 연속 제조 장치를 이용해 수행할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다른 주편 연속 제조 장치를 이용해 수행할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 주편 연속 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5 및 도 1을 참조하면, 우선, 용탕(MM)을 판(plate) 형태의 제1 주편(CC1)으로 주조한다(S100).
구체적으로, 용탕 공급부(100)로부터 몰드부(200)로 공급된 용탕(MM)을 몰드부(200)를 이용해 판 형태의 제1 주편(CC1)으로 주조한다.
다음, 제1 주편(CC1)을 냉각수로 냉각한다(S200).
구체적으로, 냉각부(300)를 이용해 몰드부(200)로부터 이송된 제1 주편(CC1)을 냉각수로 냉각한다.
다음, 제1 주편(CC1)을 이송하면서 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)를 분리하여 제1 건조한다(S300).
구체적으로, 메쉬 컨베이어(400)로 제1 주편(CC1)을 냉각부(300)로부터 파쇄부(500)로 이송하면서 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)를 분리하여 제1 주편(CC1)에 제1 건조를 수행한다.
다음, 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄한다(S400).
구체적으로, 파쇄부(500)를 이용해 메쉬 컨베이어(400)에 의해 이송된 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄한다.
판 형태의 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄할 때, 제1 주편(CC1)이 판 형태를 가짐으로써, 제1 주편(CC1)의 두께 방향으로만 크랙(crack)이 발생되어 제1 주편(CC1)의 파쇄 단면이 2차원 형상이 되기 때문에, 파쇄 단면이 3차원 형상이 되는 럼프(lump) 형태의 주편 파쇄 대비 제1 주편(CC1) 파쇄 시 파우더(powder) 발생이 최소화된다.
다음, 제2 주편(CC2)을 이송하면서 제2 주편(CC2)에 에어를 공급하여 제2 건조한다(S500).
구체적으로, 벨트 컨베이어(600)로 제2 주편(CC2)을 파쇄부(500)로부터 호퍼부(800)로 이송하면서 에어 블로워(700)로 제2 주편(CC2)에 에어를 공급하여 대류에 의해 제2 주편(CC2)으로부터 수분을 제거하여 제2 주편(CC2)에 제2 건조를 수행한다.
제2 주편(CC2)에 대한 제2 건조는 제2 주편(CC2)의 온도를 60도 내지 80도로 관리하여 수행할 수 있다.
제2 주편(CC2) 표면의 수분이 증발하기 위해서는, 주변의 상대습도와 온도, 그리고 제2 주편(CC2) 표면의 온도(열량)가 중요하다.
제2 주편(CC2) 표면의 수분 증발은 확산(상대습도)과 대류(공기유속)에 의하여 발생하며, 이때 수분이 액체로부터 기체로 변환되면서 제2 주편(CC2)의 열을 흡수한다.
도 6은 습공기선도(psychrometric chart)를 나타낸 그래프이다. 도 6에 도시된 습공기선도는 공기 중 절대습도, 상대습도를 건구온도와 습구온도를 통해 알려주는 그래프이다.
도 6을 참조하면, point 2와 point x를 대비하면, 같은 절대습도(MOISTURE CONTENT)(공기 중 동일 수분량 함유)에서 건구온도(DRY-BULB TEMPERATURE)가 높을 수록 상대습도(Relative Humidity)가 떨어진다. 즉, 온도가 높을 수록 공기는 더많은 수분을 흡수하며, 이는 확산속도를 증가시킬 수 있음을 의미할 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 그래프에서, 가장 높은 건구온도인 60도 이상으로 제2 주편(CC2)의 표면을 관리하면, 제2 주편(CC2) 표면의 충분한 열량으로 액체가 기체로 바뀔 때 필요한 열량이 공급되는 동시에, 높은 온도로 주위의 온도가 상승하면서 상대습도가 낮아져 확산에 의한 증발이 촉진되기 때문에, 제2 주편(CC2)에 대한 제2 건조가 용이하게 수행된다.
또한, 에어 블로워(700)가 고온의 공기를 제2 주편(CC2)으로 공급함으로써, 대류 및 확산에 의한 증발을 촉진되기 때문에, 제2 주편(CC2)에 대한 제2 건조가 용이하게 수행된다.
다음, 도 5 및 도 1을 참조하면, 제2 주편(CC2)을 저장하고, 제2 주편(CC2)에 균일 간격을 가지고 에어를 공급하여 제3 건조한다(S600).
구체적으로, 호퍼부(800)에 제2 주편(CC2)을 저장하고, 호퍼부(800)의 내부에 위치하는 제2 주편(CC2)에 균일 간격을 가지고 에어를 공급하여 제2 주편(CC2)으로부터 습기를 제거함으로써, 제2 주편에 제3 건조를 수행한다.
이상과 같이, 다른 실시예에 따른 주편 연속 제조 방법은 용탕(MM)을 판 형태의 제1 주편(CC1)으로 주조하고, 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄함으로써, 제1 주편(CC1)이 판 형태를 가져 제1 주편(CC1)의 두께 방향으로만 크랙(crack)이 발생되어 제1 주편(CC1)의 파쇄 단면이 2차원 형상이 되기 때문에, 파쇄 단면이 3차원 형상이 되는 럼프(lump) 형태의 주편 파쇄 대비 제1 주편(CC1) 파쇄 시 파우더(powder) 발생을 최소화한다.
즉, 제1 주편(CC1) 파쇄 시 파우더 발생이 최소화된 주편 연속 제조 방법이 제공된다.
또한, 다른 실시예에 따른 주편 연속 제조 방법은 판 형태의 제1 주편(CC1)을 주조하고, 제1 주편(CC1)을 냉각하고, 제1 주편(CC1)을 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)으로 파쇄하는 연속 공정을 수행함으로써, 배치(batch) 공정 대비 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)의 제조 시간 및 제조 비용을 절감한다.
즉, 설정된 입도를 가지는 제1 주편(CC1)의 제조 시간 및 제조 비용이 절감된 주편 연속 제조 방법이 제공된다.
또한, 다른 실시예에 따른 주편 연속 제조 방법은 판 형태의 제1 주편(CC1)을 이송하면서 제1 주편(CC1)으로부터 냉각수(CW)를 분리하여 제1 주편(CC1)에 제1 건조를 수행하고, 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)을 이송하면서 에어를 이용해 제2 주편(CC2)의 수분을 제거하여 제2 주편(CC2)에 제2 건조를 수행하고, 제2 주편(CC2)을 저장하면서 에어를 이용해 제2 주편(CC2)의 습기를 제거하여 제2 주편(CC2)에 제3 건조를 수행함으로써, 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)을 충분히 건조한다.
즉, 충분히 건조된 설정된 입도를 가지는 제2 주편(CC2)을 제조함으로써, 수요자에 의한 제2 주편(CC2)의 재용융(re-melting) 과정에서 폭발 사고가 발생되는 것을 억제한 주편 연속 제조 방법이 제공된다.
본 이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
용탕 공급부(100), 몰드부(200), 냉각부(300), 메쉬 컨베이어(400), 벨트 컨베이어(600), 에어 블로워(700), 호퍼부(800)

Claims (12)

  1. 용탕을 공급하는 용탕 공급부;
    상기 용탕 공급부와 이웃하며, 상기 용탕을 판(plate) 형태의 제1 주편으로 주조하는 몰드부;
    상기 몰드부와 이웃하며, 상기 제1 주편을 냉각수로 냉각하는 냉각부;
    상기 냉각부와 이격되며, 상기 제1 주편을 설정된 입도를 가지는 제2 주편으로 파쇄하는 파쇄부; 및
    상기 냉각부와 상기 파쇄부 사이에 위치하여 상기 제1 주편을 상기 파쇄부로 이송하며, 상기 제1 주편으로부터 상기 냉각수를 분리하는 메쉬 컨베이어(mesh conveyor)
    를 포함하는 주편 연속 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 메쉬 컨베이어는 선단 대비 후단이 상측에 위치하도록 경사진 주편 연속 제조 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 파쇄부와 이웃하여 상기 제2 주편을 이송하는 벨트 컨베이어; 및
    상기 벨트 컨베이어의 상측에 위치하며, 상기 벨트 컨베이어로 에어(air)를 공급하는 에어 블로워
    를 더 포함하는 주편 연속 제조 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 벨트 컨베이어는 선단 대비 후단이 상측에 위치하도록 경사진 주편 연속 제조 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 벨트 컨베이어와 이웃하여 상기 벨트 컨베이어로부터 이송된 제2 주편을 저장하는 호퍼부를 더 포함하며,
    상기 호퍼부는 내부로 균일 간격을 가지고 에어를 공급하는 주편 연속 제조 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 파쇄부는 상기 제1 주편을 2단으로 파쇄하는 2단 롤 크러셔를 포함하는 주편 연속 제조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 파쇄부는 상기 제1 주편을 상기 설정된 입도에 대응하는 간격으로 타격하는 펀치를 포함하는 주편 연속 제조 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 파쇄부는 상기 제1 주편의 판면을 가압하여 파쇄하는 프레스를 포함하는 주편 연속 제조 장치.
  9. 용탕을 판(plate) 형태의 제1 주편으로 주조하는 단계;
    상기 제1 주편을 냉각수로 냉각하는 단계;
    상기 제1 주편을 이송하면서 상기 제1 주편으로부터 상기 냉각수를 분리하여 제1 건조하는 단계; 및
    상기 제1 주편을 설정된 입도를 가지는 제2 주편으로 파쇄하는 단계
    를 포함하는 주편 연속 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 주편을 이송하면서 상기 제2 주편에 에어를 공급하여 제2 건조하는 단계를 더 포함하는 주편 연속 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 제2 건조하는 단계는 상기 제2 주편의 온도를 60도 내지 80도의 온도로 관리하여 수행하는 주편 연속 제조 방법.
  12. 제10항에서,
    상기 제2 주편을 저장하고, 상기 제2 주편에 균일 간격을 가지고 에어를 공급하여 제3 건조하는 단계를 더 포함하는 주편 연속 제조 방법.
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