KR102152721B1 - 미분기의 분쇄수단 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄화력발전소, 시멘트 제조회사, 제철소 및 각종 광산에서 석탄, 석회석, 석회석 크링커, 제철 슬라그 및 각종 광석을 분쇄하여 미세한 가루로 만드는 미분기에 관한 것으로 특히, 각종 광석을 분쇄하기 위한 롤테이블과 분쇄롤을 구비하는 미분기의 분쇄장치에 관한 것이다.
본 발명의 미분기의 분쇄수단은, 중앙부로 낙하하는 광석이 외곽부로 밀려나가도록 회전하는 롤테이블과, 상기 롤테이블의 외곽부로 밀려온 광석을 분쇄하도록 회전하는 분쇄롤이 한 쌍으로 이루어진 미분기의 분쇄수단에 있어서,
상기 분쇄롤과 롤테이블의 표면부위는 상호 대응하면서 면접하도록 되어 있고, 롤테이블 중심부로부터 바깥쪽을 향해 경미마모부, 극심마모부, 외곽부로 구분되어지되, 상기 경미마모부와 외곽부는 내마모육성용접층이 형성되어 있고, 상기극심마모부는 모재표면에 초경내마모핀이 지그재그 형태로 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

미분기의 분쇄수단 및 그 제조방법{Crushing apparatus of pulverizer and the method of manufacturing the same}

본 발명은 석탄화력발전소, 시멘트 제조회사, 제철소 및 각종 광산에서 석탄, 석회석, 석회석 크링커, 제철 슬라그 및 각종 광석을 분쇄하여 미세한 가루로 만드는 미분기에 관한 것으로 특히, 각종 광석을 분쇄하기 위한 롤테이블과 분쇄롤을 구비하는 미분기의 분쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 미분기가 도1에 도시되어 있다.

미분기는 광석 등 피분쇄물이 공급되는 주입구{40}와, 주입구로부터 공급되는 광석 등 피분쇄물을 자신의 외곽으로 분산되게 회전하는 롤테이블{20}과, 롤테이블과의 사이에서 광석을 압박하여 분쇄시켜 미분화시키는 분쇄롤{10}과, 분쇄된 미분탄을 상부로 불어주는 공기{60}를 공급하기 위한 급송공기장치 등으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 미분기의 작동과정은

먼저 조대한 피분쇄물은 미분기의 주입구{40}를 통하여 롤테이블{20}의 중앙으로 낙하하고, 롤테이블{20} 중앙에 낙하한 피분쇄물은 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 롤테이블{20}의 원심력으로 인하여 롤테이블의 외곽으로 밀려나가며, 외곽으로 밀려나가는 피분쇄물은 회전하는 분쇄롤{10}과 롤테이블{20} 사이에서 분쇄된다.

분쇄된 입자들은 롤테이블{20}의 원주 끝{50}에 도달하여 롤테이블을 이탈하고 이때 밑으로부터 불어오는 공기{60}에 의하여 미세한 입자들은 공기와 함께 상부로 배출되고 조대한 입자들은 롤테이블{20}로 낙하하여 다시 분쇄되는 과정을 거친다.

이상과 같은 공정을 수행하는 미분기의 분쇄롤{10} 및 롤테이블{20}은 도2에 나타난 바와 같이, 그 표면에 내마모육성용접층{11, 21}을 형성하여 그 수명을 연장시키고 있다.

분쇄롤{10}은 도2 좌측도면에 나타난 바와 같은 원추형 롤{conical type roll}과 우측도면에 나타난 바와 같은 곡면형 롤{spherical type roll}과 같은 두 형태가 사용되고 있으며, 두 형태 롤 모두 회전시키는 롤테이블{20} 위에서 다수의 분쇄롤{10}이 자전하면서 분쇄롤{10}과 롤테이블{20}사이로 흘러 들어오는 조대한 입자들을 분쇄시켜 미분으로 만든다.

상기와 같은 분쇄공정이 이루어지는 동안 피분쇄입자들과 접하는 분쇄롤{10}과 롤테이블{20} 표면은 비록 내마모육성용접층이 형성되어 있기는 하지만, 단단한 입자들과 지속적으로 접하면서 마모가 일어나고 마모정도가 허용한도 이상이면 분쇄롤 및 롤테이블을 보수하여 재사용하거나 교체하여 사용하고 있는 것이 현재의 실정이다.

이들 마모된 분쇄롤 및 롤테이블의 보수 또는 교체로 인한 비용이 분쇄기 운용경비 중 가장 큰 비중을 차지한다.

이들 미분기의 분쇄장치의 마모형태를 살펴보면, 다음과 같은 특징을 갖는다. 도2는 분쇄롤 및 롤테이블의 육성용접층이 마모되는 형태를 도시한 개략도로서, 도2 좌측도면은 원추형 롤의 마모상태이고, 우측도면은 곡면형 롤의 마모상태를 나타낸다.

도2에 따르면, 분쇄롤{10}과 롤테이블{20}의 육성용접층{11, 21}은 롤테이블{20}의 중심부에 가까운 부위{경미마모부}는 마모가 경미하게 일어나고, 롤테이블 중심부에서 멀어질수록{극심마모부} 마모가 격심하게 일어나다가, 롤테이블의 끝부분인 외곽부에서는 다시 마모가 경미하게 일어나고 있음을 알 수 있다.

이는 도7의 사진에 나타난 바와 같이 더욱 명확하게 확인된다. 도7은 원추형 롤을 석탄화력발전소에서 석탄 분쇄용으로 15,000시간 사용한 후의 육성용접층의 마모 형상을 찍은 사진으로서, 사진의 아래쪽 부분{롤테이블 중심부에 가까운 부위}은 경미하게 마모되어 아직도 계속 사용이 가능하나 사진의 위 부분{롤테이블의 원주 가까운 부위}은 허용오차 이상으로 마모되어 더 이상 분쇄기능을 수행하지 못하게 격심한 마모가 일어나 있고, 마지막 부{10~15% 위}는 다시 마모가 경미하게 일어나 있다. 이와 같은 마모형태는 모든 분쇄롤 및 롤테이블에서 동일하게 나타나는 현상이다.

종래에는 이에 대한 대책으로 도3에 나타나 있는 바와 같이, 마모가 경미하게 일어나는 부위{경미마모부}는 육성용접층 두께를 10mm내외로 얇게 하고, 마모가 격심하게 일어나는 부위{극심마모부}는 50mm 내외로 보다 두텁게 육성용접하여 즉, 층 두께를 달리하는 방법으로 대책을 수립하여 왔다.

그러나 항상 두텁게 용접한 부위만이 허용범위 이상으로 마모되어 보수 또는 교체요인이 되어 왔다.

이는 동일한 마모성능을 갖는 재질로 두께만 다르게 육성용접층을 형성하였기 때문에 격심한 마모가 일어나는 부위는 역시 다른 부분에 비해 마모가 빨리 되기 때문이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 마모가 경미하게 일어나는 부위는 종래와 같이 초경합금으로 육성용접하고, 마모가 격심하게 일어나는 부위에는 초경 내마모 핀을 삽입하여 자생적 내마모층이 형성되도록 한 미분기의 분쇄수단을 제공하여 그 수명을 대폭 향상시키고자하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미분기의 분쇄수단은,

중앙부로 낙하하는 광석이 외곽부로 밀려나가도록 회전하는 롤테이블과, 상기 롤테이블의 외곽부로 밀려온 광석을 분쇄하도록 회전하는 분쇄롤이 한 쌍으로 이루어진 미분기의 분쇄수단에 있어서,

상기 분쇄롤과 롤테이블의 표면부위는 상호 대응하면서 면접하도록 되어 있고, 롤테이블 중심부로부터 바깥쪽을 향해 경미마모부, 극심마모부, 외곽부로 구분되어지되, 상기 경미마모부와 외곽부는 내마모육성용접층이 형성되어 있고, 상기극심마모부는 모재표면에 초경내마모핀이 지그재그 형태로 삽입되어 있는 것을 특징으로 하며,

상기 분쇄롤 및 롤테이블의 경미마모부와 외곽부에 형성된 내마모육성용접층은 모재표면을 10~20mm 절삭하여 제거한 다음, 그 부위에 내마모육성용접이 행하여져서 된 것이고,

상기 극심마모부는 롤테이블의 중심으로부터 50~60% 범위에 위치하는 것이고,

상기 분쇄롤 및 롤테이블의 극심마모부에 삽입되어 있는 초경내마모핀은 경도 HRC60 이상이고, 직경이 3~60mm, 길이가 10~100mm이고, 핀과 핀 사이의 간격이 20~40mm 인 것을 특징으로 하며,

상기 분쇄롤은 원추형 또는 곡면형이 사용되며, 상기 곡면형은 그 표면부위가 롤테이블의 표면부위와 상호 대응하면서 면접하도록 중심부로부터 외곽측을 향하여 제1경미마모부, 제1극심마모부, 제2경미마모부, 제2극심마모부, 외곽부로 구분되어 있되, 상기 제1, 제2경미마모부 및 외곽부는 내마모육성층이 형성되고, 상기 제1극심마모부와 제2극심마모부는 모재표면에 초경내마모핀이 지그재그 형태로 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 미분기의 분쇄수단의 제조방법은,

중앙부로 낙하하는 광석이 외곽부로 밀려나가도록 회전하는 롤테이블과, 상기 롤테이블의 외곽부로 밀려오는 광석을 분쇄하도록 회전하는 분쇄롤이 한 쌍으로 이루어진 미분기의 분쇄수단을 제조하는 방법에 있어서,

상기 분쇄롤과 롤테이블의 표면부위는 상호 대응하면서 면접하는 위치에 경미마모부, 극심마모부, 외곽부를 형성하되,

상기 경미마모부와 외곽부는 모재의 표면을 절삭가공하여 제거한 다음, 그 부위에 육성용접하여 내마모육성용접층을 형성하고,

상기 극심마모부는 모재 표면에 구멍을 뚫은 다음, 구멍에 내마모핀을 삽입하여 형성하는 것을 특징으로 하며,

상기 내마모육성용접층은 10~20mm두께로 이루어지며,

상기 구멍에 삽입된 내마모핀은 압력접합, 용접 또는 납땜으로 고정하며,

상기 내마모핀은 핀과 핀사이의 간격이 20~40mm가 되도록 지그재그 형태로 배치하고, 경도 HRC60 이상, 직경이 3~60mm, 길이가 10~100mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면,

마모가 경미하게 일어나는 부위 즉, 경미마모부와 외곽부는 종래와 같이 적은 비용으로 육성용접을 행하고, 마모가 격심하게 일어나는 부위 즉, 극심마모부는 모재 표면에 초경내마모 핀을 삽입하여 자생적 내마모층이 형성되게 함으로써, 낮은 비용으로 높은 내마모성을 갖는 분쇄수단의 제조가 가능하며, 이에 따라 미분기의 가동시간을 2배이상 대폭 향상시키는 것이 가능하여 생산성을 높일 수 있다.

도1은 미분기의 개략도
도2는 종래 육성용접층이 형성된 분쇄롤과 롤테이블의 마모상태를 나타내는 개략도
도3은 종래 육성용접층이 형성된 분쇄롤 및 롤테이블의 개략도
도4는 본 발명 분쇄수단을 나타낸 개략도,
도5는 본 발명 내마모핀의 배치 형태를 나타낸 개략도
도6은 본 발명 내마모핀의 형상을 나타낸 개략도이다
도7은 종래 원추형 롤의 마모상태를 나타낸 사진이다.

이하에 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명한다.

도4는 본 발명 분쇄수단을 나타낸 개략도로서 도4A는 원추형 롤에 사용된 상태도이고, 도4B는 곡면형 롤에 사용된 상태도이다. 도5는 본 발명 내마모핀의 배치형태를 나타낸 개략도로서 지그재그 형태로 배치된 것을 나타내고, 도6은 본 발명 내마모핀의 형상을 나타낸 개략도이다.

본 발명 미분기의 분쇄수단은 도4A에 나타난 바와 같이,

중앙부로 낙하하는 광석이 외곽부로 밀려나가도록 회전하는 롤테이블{20}과, 상기 롤테이블{20}의 외곽부로 밀려오는 광석을 분쇄하도록 회전하는 분쇄롤{10}이 한 쌍으로 이루어진 미분기의 분쇄수단에 있어서,

상기 분쇄롤{10}과 롤테이블{20}의 표면부위는 상호 대응하면서 면접하도록 되어 있고, 롤테이블 중심부로부터 바깥쪽을 향해 경미마모부{12, 22}, 극심마모부{13, 23}, 외곽부{14, 24}로 구분되어지되, 상기 경미마모부{12, 22}와 외곽부{14, 24}는 내마모육성층이 형성되어 있고, 상기 극심마모부{13, 23}는 모재표면에 초경내마모핀{30}이 지그재그 형태로 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분쇄롤{10} 및 롤테이블{20}의 경미마모부{12, 22}와 외곽부{14, 24}에 형성된 내마모육성용접층은 모재표면을 10~20mm 절삭하여 제거한 다음, 그 부위에 내마모육성용접이 행하여져서 된 것이고,

상기 극심마모부{13, 23}는 롤테이블의 중심으로부터 50~60% 범위에 위치하는 것을 특징으로 하며,

상기 분쇄롤{10} 및 롤테이블{20}의 극심마모부{13}에 삽입되어 있는 초경내마모핀{30}은 직경이 3~60mm, 길이가 10~100mm이고, 핀과 핀 사이의 간격이 20~40mm 인 것을 특징으로 하며,

상기 분쇄롤은 도4A 및 도4B에 나타난 바와 같은 원추형 또는 곡면형이 사용가능하며, 상기 곡면형은 도4B에 나타난 바와 같이, 분쇄롤{10-1}의 표면부위가 롤테이블{20}의 표면부위와 상호 대응하면서 면접하도록 중심부측에서 외곽측을 향하여 제1경미마모부{41}, 제1극심마모부{42}, 제2경미마모부{43}, 제2극심마모부{44}, 외곽부{45}로 구분되어 있되, 상기 제1극심마모부{42}와 제2극심마모부{44}는 롤표면부위의 중심부에서 서로 대응되도록 반대 위치에 있는 것으로서, 모재표면에 초경내마모핀{30}이 지그재그 형태로 삽입되어 있으며, 상기 제1경미마모부{41}, 제2경미마모부{43} 및 외곽부{45}는 내마모육성용접층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기에서 극심마모부{13, 23}를 형성함에 있어서 내마모핀{30}을 모재표면에 지그재그 형태로 삽입하는 이유는, 마모가 일어날 때 모재가 내마모핀{30}보다 마모가 쉽게 일어나 핀과 핀 사이에 오목한 형태의 공간부가 형성되며, 이때 이들 오목한 공간부에 분쇄된 피분쇄물이 쌓여 이들 입자들이 새로이 분쇄되는 입자들과 롤{10} 및 롤테이블{20} 면이 접촉하는 것을 막아 롤{10} 및 롤테이블{20}의 마모를 막아주는 소위 자생적 내마모층을 형성되도록 하기 위함이고, 지그재그 형태로 삽입함으로써 자생적 내마모층의 형성을 유리하게 할 수 있기 때문이다.

경미마모부{12, 22}와 외곽부{14, 24}를 형성함에 있어서 모재표면을 10~20mm 절삭하여 제거하고 그 부위에 내마모육성용접층을 형성하는데, 그 이유는 이 부분은 마모가 경미하게 일어나는 부위여서 내마모육성용접층 형성만으로 충분하기 때문이고, 내마모육성용접층은 경도가 HRC48이상의 것으로 하이크롬카바이드 재질의 것이 사용가능하다.

극심마모부{13, 23}를 롤테이블{20}의 중심으로부터 50~60% 범위의 위치에 형성하는 것은, 이 범위에서 격심한 마모가 일어나는 부위이기 때문이고,

여기에 삽입되는 초경내마모핀{30}은 경도 HRC 60 이상, 직경 3~60mm, 길이 10~100mm로 하고, 초경내마모핀{30}의 핀과 핀 사이의 간격을 20~40mm로 한정하는 이유는 이들 범위를 벗어나는 경우, 자생적 내마모층의 형성이 불리하게 일어나기 때문이다.

상기 분쇄롤{10}을 곡면형 롤{10-1}로 사용하는 경우, 그 표면부위가 롤테이블{20}의 표면부위와 상호 대응하면서 면접하도록 중심부로부터 외곽측을 향하여 제1경미마모부{41}, 제1극심마모부{42}, 제2경미마모부{43}, 제2극심마모부{44}, 외곽부{45}로 이루어져 있되, 상기 제1극심마모부{42}와 대응되는 위치에 제2극심마모부{44}를 하나 더 형성한 것은 한 쪽의 극심마모부가 마모되면 롤의 위치를 변화시켜 다른 쪽의 마모가 덜된 극심마모부로 대체하여 사용하기 위함이다. 이로서 곡면롤의 수명을 대폭향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 미분기의 분쇄수단의 제조방법은,

중앙부로 낙하하는 피분쇄물이 외곽부로 밀려나가도록 회전하는 롤테이블{20}과, 상기 롤테이블의 외곽부로 밀려오는 피분쇄물을 분쇄하도록 회전하는 분쇄롤{10}이 한 쌍으로 이루어진 미분기의 분쇄수단을 제조하는 방법에 있어서,

상기 분쇄롤{10}과 롤테이블{20}의 표면부위는 상호 대응하면서 면접하도록 경미마모부{12, 22}, 극심마모부{13, 23}, 외곽부{14, 24}를 형성하되,

상기 경미마모부{12, 22}와 외곽부{14, 24}는 모재의 표면부위를 절삭가공하여 제거한 다음, 그 부위에 육성용접하여 내마모육성용접층을 형성하고,

상기 극심마모부{13, 23}는 모재 표면부위에 지그재그 형태로 구멍을 뚫은 다음, 구멍에 내마모핀{30}을 삽입 고정하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기에서 상기 분쇄롤{10}과 롤테이블{20}의 표면부위가 상호 대응하면서 면접하도록 경미마모부{12, 22}, 극심마모부{13, 23}, 외곽부{14, 24}를 형성하는 이유는 이들 대응하는 부위를 같은 재질로 함으로써 서로 대응하면서 작동 시 편마모되는 현상을 대폭 줄이는 것이 가능하기 때문이다. 분쇄롤과 롤테이블은 주조재로 제조가 가능하다.

상기 분쇄롤{10} 및 롤테이블{20} 모재의 경미마모부{12, 22}와 외곽부{14, 24}의 표면부위를 절삭가공하여 제거하고, 이 부위에 내마모육성용접층을 10~20mm의 두께로 형성하는 이유는 마모되는 깊이가 20mm를 초과하면 용접균열이 발생하기 쉽고, 10mm미만이면 내마모효과를 기대할 수 없기 때문이다.

상기 분쇄롤{10} 및 롤테이블{20} 모재의 극심마모부{13, 23}의 표면부위에 내마모핀{30}을 지그재그 형태로 삽입하며, 상기 내마모핀{30}의 삽입은 모재표면에 구멍을 뚫은 다음. 내마모핀{30}을 삽입하여 용접 또는 납땜으로 고정하는 이유는 내마모핀의 유동을 막고 구멍에 견고하게 고착시키고 자생적 내마모층을 형성하는데 유리하기 때문이다.

모재표면에 삽입되는 초경내마모핀{30}의 높이는 모재표면과 동일한 높이가 되도록 하는데, 그 이유는 동일한 높이가 아닐 경우 분쇄롤과 롤테이블의 접촉시 불균일한 마모가 일어나기 때문에 이를 방지하고 마모효율을 높이기 위함이다.

이와 같은 본 발명에 따르면 롤과 롤테이블의 사용수명을 현저하게 향상시킬 수 있고, 자생적 내마모층의 형성이 가능하여 미분기 분쇄수단의 마모수명을 대폭 향상시킴과 더불어 생산성 향상 및 경비절감을 이룰 수 있다.

10: 분쇄롤
11: 분쇄롤 육성용접층
11-1: 분쇄롤 육성용접층의 마모부위
20: 롤테이블
21: 롤테이블 육성용접층
21-1: 롤테이블 육성용접층의 마모부위
30: 초경 내마모 핀
40: 주입구
50: 롤테이블 원주 끝
60: 공기

Claims (8)

1. 중앙부로 낙하하는 광석이 외곽부로 밀려나가도록 회전하는 롤테이블과, 상기 롤테이블의 외곽부로 밀려오는 광석을 분쇄하도록 회전하는 분쇄롤이 한 쌍으로 이루어진 미분기의 분쇄수단에 있어서,
   상기 분쇄롤과 롤테이블의 표면부위는 상호 대응하면서 면접하도록 되어 있고, 롤테이블 중심부로부터 바깥쪽을 향해 경미마모부, 극심마모부, 외곽부로 구분되어 지되, 상기 경미마모부와 외곽부는 모재표면을 10~20mm 절삭하여 제거된 부위에 내마모육성용접이 형성되어 있고, 상기 극심마모부는 롤테이블의 중심으로부터 50~60% 범위에 위치하며 모재표면에 초경내마모핀이 지그재그 형태로 삽입 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 미분기의 분쇄수단.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄롤 및 롤테이블의 극심마모부에 삽입되어 있는 초경내마모핀은 직경이 3~60mm, 길이가 10~100mm이고, 핀과 핀 사이의 간격이 20~40mm 인 것을 특징으로 하는 미분기의 분쇄수단
4. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄롤은 원추형 또는 곡면형이며, 상기 곡면형은 그 표면부위가 롤테이블의 표면부위와 상호 대응하면서 면접하도록 중심부측에서 외곽측을 향하여 제1경미마모부, 제1극심마모부, 제2경미마모부, 제2극심마모부, 외곽부로 구분되어 있되, 상기 제1극심마모부와 제2극심마모부는 롤표면부위의 중심부에서 서로 대응되도록 반대 위치에 있는 것으로서, 모재표면에 초경내마모핀이 지그재그 형태로 삽입되어 있으며, 상기 제1, 제2경미마모부 및 외곽부는 내마모육성용접층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미분기의 분쇄수단
5. 중앙부로 낙하하는 광석이 외곽부로 밀려나가도록 회전하는 롤테이블과, 상기 롤테이블의 외곽부로 밀려오는 광석을 분쇄하도록 회전하는 분쇄롤이 한 쌍으로 이루어진 미분기의 분쇄수단을 제조하는 방법에 있어서,
   상기 분쇄롤과 롤테이블의 표면부위는 상호 대응하면서 면접하는 부위에 경미마모부, 극심마모부, 외곽부를 형성하되,
   상기 경미마모부와 외곽부는 모재표면 부위를 절삭 가공하여 제거한 다음, 육성용접하여 내마모육성용접층을 10~20mm의 두께로 형성하고,
   상기 극심마모부는 모재표면 부위에 구멍을 지그재그 형태로 뚫은 다음, 그 구멍에 직경이 3~60mm, 길이가 10~100mm인 내마모핀을 간격이 20~40mm가 되도록 삽입하여 용접 또는 납땜으로 고정하는 것을 특징으로 하는 미분기의 분쇄수단을 제조하는 방법
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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