KR102154651B1 - 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐전선을 재활용함에 있어 내피와 심선의 선별 효율을 제고시킬 수 있는 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 베이스, 상기 베이스의 상부에 이격되게 배치되어 내피 조각과 심선 조각의 선별을 위한 키질 운동을 하는 진동컨테이너, 상기 진동컨테이너의 키질 동작을 유도하기 위해 상기 진동컨테이너를 상기 베이스에 대하여 진동시키는 진동부재 및, 비중차에 의해 내피 조각과 심선 조각을 각각 부유 및 침강시켜 선별하도록 상기 진동컨테이너에 물을 공급하는 급수관을 포함하되, 상기 진동컨테이너는, 상기 베이스의 상부에 소정 간격을 이루며 경사지게 배치되어 상기 진동부재에 의해 진동하는 진동사판, 상기 진동사판의 후방을 일정 높이로 막아 상기 급수관에 의해 공급되는 물이 상기 진동컨테이너 내에서 일정 수위를 유지하도록 상기 진동사판의 후방에 연결된 측판, 상기 측판을 넘어 흐르는 물과 함께 물 위에 부유되어 후방을 향해 이동하는 내피 조각을 배출시키도록 상기 측판에 연결된 내피배출구, 상기 진동사판으로 침강되어 상기 진동사판의 진동에 의해 전방으로 이동된 심선 조각이 배출되도록 상기 진동사판의 전방에 연결된 심선배출구 및, 상기 진동컨테이너의 물이 담겨지는 공간에 국소 와류를 유도하는 복수의 국소와류생성판을 포함하는 것을 기술사상으로 한다.

Description

폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기{FLOATATION-VIBRATION SEPARATER FOR RECYCLING WASTED WIRE}
본 발명은 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐전선의 내피와 심선을 친환경적으로 선별하여 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 내피와 심선의 선별 효율을 제고시킬 수 있는 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전선(電線)은 전류가 흐르도록 하는 도체로서 사용하는 선으로, 합성수지 재질의 내피와 외피 및 구리 재질의 심선을 포함한다.
이러한 전선은 그 제조 과정이나 배선 과정 중에 절단된 전선 자투리가 발생되고, 또한 일정 기간 사용 후 폐기되는 전선이 발생한다.
근래에는 상기와 같이 자투리 또는 폐기되는 폐전선의 심선을 분리하여 재활용하는 기술이 개발 및 활용되고 있다.
이와 같이 폐전선을 재활하는 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제0232623호(등록일자 1999년09월07일) ‘용제를 이용한 염화비닐 폐전선의 회수처리방법’ 및 대한민국 등록특허 제0555019호(등록일자 2006년02월17일) ‘폐전선 피복분리장치’ 등이 개시되어 있다.
그러나, 상술한 종래기술은 심선을 피복하는 피복재를 용해액으로 용해시키는 과정 중에 화학적 부산물이 발생되므로 심각한 환경 오염을 초래할 뿐만 아니라 피복재는 재활용할 수 없는 등의 문제점이 있었다.
(0001) 대한민국 등록특허 제0232623호(등록일자 1999년09월07일) (0002) 대한민국 등록특허 제0555019호(등록일자 2006년02월17일)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 폐전선의 내피와 심선을 친환경적으로 선별하여 환경오염을 방지할 뿐만 아니라 내피와 심선의 선별 효율을 제고시킬 수 있는 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 원심분리기로부터 유입되는 폐전선의 내피 조각과 심선 조각을 진동 및 비중차로 선별하여 상대적으로 무거운 심선 조각은 심선배출구로 배출하고 상대적으로 가벼운 내피 조각은 내피배출구로 배출하는 부유 진동 선별기에 있어서, 상기 부유 진동 선별기는, 베이스, 상기 베이스의 상부에 이격되게 배치되어 내피 조각과 심선 조각의 선별을 위한 키질 운동을 하는 진동컨테이너, 상기 진동컨테이너의 키질 동작을 유도하기 위해 상기 진동컨테이너를 상기 베이스에 대하여 진동시키는 진동부재 및, 비중차에 의해 내피 조각과 심선 조각을 각각 부유 및 침강시켜 선별하도록 상기 진동컨테이너에 물을 공급하는 급수관을 포함하되, 상기 진동컨테이너는, 상기 베이스의 상부에 소정 간격을 이루며 경사지게 배치되어 상기 진동부재에 의해 진동하는 진동사판, 상기 진동사판의 후방을 일정 높이로 막아 상기 급수관에 의해 공급되는 물이 상기 진동컨테이너 내에서 일정 수위를 유지하도록 상기 진동사판의 후방에 연결된 측판, 상기 측판을 넘어 흐르는 물과 함께 물 위에 부유되어 후방을 향해 이동하는 내피 조각을 배출시키도록 상기 측판에 연결된 내피배출구, 상기 진동사판으로 침강되어 상기 진동사판의 진동에 의해 전방으로 이동된 심선 조각이 배출되도록 상기 진동사판의 전방에 연결된 심선배출구 및, 상기 진동컨테이너의 물이 담겨지는 공간에 국소 와류를 유도하는 복수의 국소와류생성판을 포함하는 것을 기술사상으로 한다.
본 발명의 상기 복수의 국소와류생성판은 상기 측판과 평행하게 나란히 배치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 국소와류생성판의 상단부와 수면은 그 사이로 부유된 내피 조각이 이동 가능하도록 소정 거리를 이루고, 상기 국소와류생성판의 하단부와 상기 진동사판의 바닥면은 그 사이로 침강된 심선 조각이 이동 가능하도록 소정 거리를 이루는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 급수관에서 공급되는 물을 상기 진동사판에 전체적으로 확산시키도록 상기 급수관의 노즐 하부에 구비되는 확산판을 더 포함할 수 있다.
상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 물이 채워진 진동컨테이너의 키질 동작에 의해 폐전선의 내피와 심선을 친환경적으로 선별함에 있어, 다수의 국소와류생성판에 의해 생성되는 국소 와류에 의해 수면 위로 내피 조각이 쌓이지 않고 고르게 퍼지도록 함으로써 심선 조각의 침강을 방해하지 않게 되므로, 내피와 심선의 선별 효율을 제고시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용된 폐전선 재활용 장치의 관련 부분을 평면으로 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 정면을 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 우측면을 나타낸 우측면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 작동 상태를 나타낸 작동도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 우측 단면을 나타낸 단면도.
도 7은 도 6의 ‘A’부분을 확대하여 나타낸 확대도.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위해 본 발명의 부유 진동 선별기가 적용되는 폐전선 재활용 장치의 관련 부분을 평면으로 나타낸 예시도로서, 본 발명의 부유 진동 선별기가 적용되는 폐전선 재활용 장치는 송풍기(20)와 원심분리기(30) 및 부유 진동 선별기(100) 등을 포함한다.
본 발명에서, 폐전선(10)은 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 구리 재질의 심선(11)과, 심선(11)을 감싸는 내피(12) 및, 내피(12)를 피복하는 외피(13)를 포함한다. 참고로, 도 1에 도시된 폐전선(10)의 구조는 예시일 뿐 심선(11)의 개수 및 배치는 전선의 종류에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.
폐전선 재활용 장치의 송풍기(20)는 절단기(미도시) 및 탈피기(미도시)에 의해 소정 길이로 절단된 후 작은 크기로 분쇄된 내피(12)와 심선(11) 조각을 흡인하여 송풍관(21)을 통해 송풍시켜 원심분리기(30)로 공급하게 된다. 송풍기(20)는 내피(12) 및 심선(11) 조각과 함께 강한 바람을 원심분리기(30)로 송풍시켜서 원심분리를 유도하게 된다.
원심분리기(30)는 송풍기(20)에 의해 공급된 내피(12)와 심선(11) 조각을 원심력에 의해 서로 분리시킨 후 부유 진동 선별기(100)로 배출하게 된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 원심분리기(30)의 상부 일측에는 공급구(31)가 구비되어 송풍관(21)을 통해 공급된 내피(12)와 심선(11) 조각이 원심분리되도록 원심력을 유도하고, 하부에는 분리배출구(32)가 구비되어 원심분리에 의해 서로 떨어져 분리된 내피(12)와 심선(11) 조각이 배출된다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 부유 진동 선별기(100)는, 베이스(110), 베이스(110)의 상부에 이격되게 배치되어 유입된 내피(12)와 심선(11) 조각의 선별 배출을 위한 키질 운동을 하는 진동컨테이너(120), 진동컨테이너(120)의 키질 동작을 유도하기 위해 진동컨테이너(120)를 베이스(110)에 대하여 진동시키는 진동부재(VM), 비중차에 의해 내피(12)와 심선(11) 조각을 각각 부유 및 침강시켜 선별하도록 진동컨테이너(120)에 물을 공급하는 급수관(160)을 포함한다.
여기서, 비중차에 의한 선별은 내피(12)와 심선(11) 조각을 물이 담긴 수조에 투입시키면, 상대적으로 가벼운 합성수지 재질의 내피는 물 위에 부유되고 상대적으로 무거운 구리 재질의 심선은 물 속으로 침강되어 분리되는 원리이다.
베이스(110)는 지면에 고정되는 고정프레임(111), 고정프레임(111)의 상부에 구비된 고정판(112)을 포함한다.
고정프레임(111)은 다수의 가로 및 세로 프레임으로 이루어지고, 하부의 가로 프레임에는 후술하는 구동부재(140)가 설치된다. 고정판(112)은 후방(R)을 향해 하향으로 경사지게 형성된다.
진동컨테이너(120)는, 고정판(112)의 상부에 소정 간격을 이루며 경사지게 배치되어 진동부재(VM)에 의해 진동하는 진동사판(121), 진동사판(121)의 후방(R)을 일정 높이로 막아 급수관(160)에 의해 공급되는 물이 진동컨테이너(120) 내에서 일정 수위를 유지하도록 진동사판(121)의 후방(R)에 연결된 측판(124), 측판(124)을 넘어 흐르는 물과 함께 물 위에 부유되어 후방(R)을 향해 이동하는 내피(12) 조각을 배출시키도록 측판(124)에 연결된 내피배출구(123), 진동사판(121)으로 침강되어 진동사판(121)의 진동에 의해 전방(F)으로 이동된 심선(11) 조각이 배출되도록 진동사판(121)의 전방(F)에 연결된 심선배출구(122)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 진동사판(121)은 후방(R)을 향해 하향으로 대략 5~15°경사지게 형성되어, 높이가 높은 전방(F)에는 심선배출구(122)가 연결되고, 높이가 낮은 후방(R)에는 내피배출구(123)가 연결된다. 진동사판(121)의 상부에는 유입구(127)가 연결되어 원심분리기(30)에서 배출된 내피(12)와 심선(11) 조각이 유입된다. 유입된 내피(12)와 심선(11) 조각은 물 위로 낙하되어 비중차에 의해 분리되고, 진동사판(121)이 진동하는 이른바 키질 운동(곡식 따위에 혼합된 쭉정이나 티끌을 골라내기 위해 흔드는 운동)에 의해 진동사판(121)으로 침강된 무게가 무거운 심선(11) 조각은 진동사판(121)의 바닥면을 따라 전방(F)의 심선배출구(122) 방향으로 이동하여 선별되고, 무게가 가벼운 내피(12)는 물 위에 부유되어 물과 함께 후방(R)의 내피배출구(123) 방향으로 이동하여 선별된다.
진동부재(VM)는 진동컨테이너(120)를 베이스(110)에 대하여 상하전후로 진동시키는 구성으로서, 이러한 진동부재(VM)는 양단부가 베이스(110)와 진동컨테이너(120)에 각각 선회 및 회전 가능하게 연결된 진동로드(130), 진동로드(130)를 구동시키도록 연결된 구동부재(140), 구동부재(140)로 진동하는 진동컨테이너(120)를 탄성적으로 지지하도록 연결된 탄성지지부재(150)를 포함한다.
진동로드(130)의 일단부는 고정판(112)의 상면에 선회 가능하게 연결되고 타단부는 진동사판(121)의 저면에 회전 가능하게 연결되어, 진동컨테이너(120)를 베이스(110)에 대하여 상하전후로 진동시키게 된다. 도 3의 우측 하부에 도시된 확대도를 참조하면, 진동로드(130)의 전단부는 고정판(112)의 상면에 크랭크(131)로 선회 가능하게 연결되고, 후단부는 진동사판(121)의 저면에 샤프트(132)로 회전 가능하게 연결된다.
구동부재(140)는 진동로드(130)를 구동시키도록 벨트(142)와 풀리(143)로 연결된 모터로 구현된다. 즉, 모터의 구동에 따라 벨트(142)로 연결된 풀리(143)에 의해 크랭크(131)가 작동되어 진동로드(130)가 선회되는 것이다.
탄성지지부재(150)는 구동부재(140)에 의해 상하전후로 진동하는 진동컨테이너(120)를 탄성적으로 지지하게 된다. 도 3을 참조하면, 탄성지지부재(150)는 고정판(112)과 진동사판(121)의 좌우 측면을 연결하는 복수의 판스프링으로 구현될 수 있다. 이때, 상기 판스프링의 양단부는 고정판(112)과 진동사판(121)의 양쪽 측면 전후에 각각 설치된 브래킷(151)에 고정된다.
진동사판(121)은 진동로드(130) 및 탄성지지부재(150)에 의해 상하전후로 회전 진동하는 이른바 키질 운동을 하게 되며, 이를 위해 진동로드(130)는 진동사판(121)의 중심에서 일측으로 편심된 위치에 연결되어 있다.
급수관(160)은 진동컨테이너(120)에 물이 담기도록 진동사판(121)으로 물을 공급하게 된다.
도 6을 참조하면, 급수관(160)의 노즐(161)은 진동사판(121)의 전방(F) 측으로 물을 공급하도록 배치되어 진동사판(121)의 경사면을 따라 후방(R) 측으로 물이 흐르게 된다. 급수관(160)의 노즐(161) 하부에는 확산판(162)이 구비되어 노즐(161)에서 공급된 물을 진동사판(121)에 전체적으로 고르게 확산시키게 된다.
한편, 위와 같은 구성만으로는 유입구(127)로 유입되는 내피(12) 조각이 내피배출구(123) 방향으로 이동되는 것보다 빠르게 수면에 이중 또는 삼중으로 적층되어 심선(11) 조각이 물로 유입되는 것을 방해하는 현상이 발생될 수 있는데, 본 발명은 이러한 현상을 방지하기 위해 진동컨테이너(120)에 복수의 국소와류생성판(126)이 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.
도 6의 ‘A’부분을 확대하여 나타낸 도 7의 확대도를 참조하면, 복수의 국소와류생성판(126)은 진동컨테이너(120)의 물이 담겨지는 공간(125)에 측판(124)과 평행하게 나란히 배치되어, 진동사판(121)의 진동시 인접한 국소와류생성판(126) 사이의 공간(125a)에 국소 와류를 유도한다. 이렇게 발생된 국소 와류는 진동사판(121)의 키질 운동에 더해 유입구(127)로 유입되는 내피(12) 조각을 상하로 보다 강하게 흔들게 되고, 이에 따라 유입구(127)로 유입되는 내피(12) 조각이 수면에 이중 또는 삼중으로 적층되어 심선(11) 조각이 물로 유입되는 것을 방해하는 현상을 방지할 수 있게 된다.
즉, 국소와류생성판(126)에 의해 생성된 국소 와류는 유입구(127)로 유입되는 내피(12) 조각이 한 곳에 적층되어 쌓이지 않고 수면에 고르게 퍼져 부유된 상태로 내피배출구(123) 방향으로 이동할 수 있도록 유도하게 되므로, 쌓여진 내피(12) 조각에 의해 심선(11) 조각이 물로 유입되어 침강되는 것을 방해하지 않게 함으로써 내피(12)와 심선(11)의 선별 효율을 제고시키는 것이다.
각 국소와류생성판(126)의 상단부와 수면 사이의 거리(D1)는 물에 부유되는 내피(12) 조각의 이동을 방해하지 않을 정도로 이루어지고, 각 국소와류생성판(126)의 하단부와 진동사판(121)의 바닥면 사이의 거리(D2)는 침강된 심선(11) 조각의 이동을 방해하지 않을 정도로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 절단 및 분쇄된 내피(12)와 심선(11) 조각은 송풍기(20)에 의해 원심분리기(30)로 송풍되어 서로 나뉘어 분리된 후 부유 진동 선별기(100)로 배출된다.
다음, 진동컨테이너(120)로 유입된 내피(12)와 심선(11) 조각은 물 위로 낙하되어 무거운 심선(11) 조각은 진동사판(121)으로 침강하고 가벼운 내피(12) 조각은 부유된다.
이어서, 물 위로 부유된 내피(12) 조각은 후방(R)으로 흐르는 물과 함께 높이가 낮은 후방(R)으로 이동되어 내피배출구(123)로 배출되고, 진동사판(121)으로 침강된 심선(11) 조각은 진동사판(121)의 키질 운동에 의해 높이가 높은 전방(F)으로 이동되어 심선배출구(122)로 배출된다.
이때, 국소와류생성판(126)으로 생성된 복수의 국소 와류에 의해 내피(12) 조각은 수면에 쌓이지 않고 고르게 퍼져 부유된 상태로 내피배출구(123)를 향해 이동하게 되므로, 심선(11) 조각의 침강을 방해하지 되어 내피(12)와 심선(11)의 선별 효율을 제고시킬 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.
그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 폐전선 11 : 심선
12 : 내피 13 : 외피
20 : 송풍기 30 : 원심분리기
100 : 부유 진동 선별기 110 : 베이스
120 : 진동컨테이너 121 : 진동사판
122 : 심선배출구 123 : 내피배출구
124 : 측판 126 : 국소와류생성판
127 : 유입구 130 : 진동로드
131 : 크랭크 132 : 샤프트
140 : 구동부재 141 : 모터
142 : 벨트 143 : 풀리
150 : 탄성지지부재 160 : 급수관
161 : 노즐 162 : 확산판
F : 전방 VM : 진동부재
R : 후방

Claims (4)

  1. 원심분리기로부터 유입되는 폐전선의 내피 조각과 심선 조각을 진동 및 비중차로 선별하여 상대적으로 무거운 심선 조각은 심선배출구로 배출하고 상대적으로 가벼운 내피 조각은 내피배출구로 배출하는 부유 진동 선별기에 있어서,
    상기 부유 진동 선별기는, 베이스, 상기 베이스의 상부에 이격되게 배치되어 내피 조각과 심선 조각의 선별을 위한 키질 운동을 하는 진동컨테이너, 상기 진동컨테이너의 키질 동작을 유도하기 위해 상기 진동컨테이너를 상기 베이스에 대하여 진동시키는 진동부재 및, 비중차에 의해 내피 조각과 심선 조각을 각각 부유 및 침강시켜 선별하도록 상기 진동컨테이너에 물을 공급하는 급수관을 포함하되,
    상기 진동컨테이너는, 상기 베이스의 상부에 소정 간격을 이루며 경사지게 배치되어 상기 진동부재에 의해 진동하는 진동사판, 상기 진동사판의 후방을 일정 높이로 막아 상기 급수관에 의해 공급되는 물이 상기 진동컨테이너 내에서 일정 수위를 유지하도록 상기 진동사판의 후방에 연결된 측판, 상기 측판을 넘어 흐르는 물과 함께 물 위에 부유되어 후방을 향해 이동하는 내피 조각을 배출시키도록 상기 측판에 연결된 내피배출구, 상기 진동사판으로 침강되어 상기 진동사판의 진동에 의해 전방으로 이동된 심선 조각이 배출되도록 상기 진동사판의 전방에 연결된 심선배출구 및, 상기 진동컨테이너의 물이 담겨지는 공간에 국소 와류를 유도하는 복수의 국소와류생성판을 포함하고,
    상기 복수의 국소와류생성판은 상기 측판과 평행하게 나란히 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 국소와류생성판의 상단부와 수면은 그 사이로 부유된 내피 조각이 이동 가능하도록 소정 거리를 이루고, 상기 국소와류생성판의 하단부와 상기 진동사판의 바닥면은 그 사이로 침강된 심선 조각이 이동 가능하도록 소정 거리를 이루는 것을 특징으로 하는 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 급수관에서 공급되는 물을 상기 진동사판에 전체적으로 확산시키도록 상기 급수관의 노즐 하부에 구비되는 확산판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐전선 재활용을 위한 부유 진동 선별기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100232623B1 (ko) 1994-12-29 1999-12-01 이종열 용제를 이용한 염화비닐 폐전선의 회수처리방법
KR100555019B1 (ko) 2005-11-08 2006-03-03 (주)월드리소스 폐전선 피복분리장치
KR101886859B1 (ko) * 2018-03-23 2018-08-08 한길금속 주식회사 세척수단을 구비한 폐전선의 재생 시스템
KR102003284B1 (ko) * 2018-04-17 2019-10-01 주식회사 태산금속 폐전선의 동 회수 처리 장치

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