KR20030004243A - U.s. 롤러 밀을 이용한 재생 골재 제조 방법 및 장치 - Google Patents
U.s. 롤러 밀을 이용한 재생 골재 제조 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 건설 폐기물처리와 이 과정에서 발생하는 폐 콘크리트를 이용한 레미콘용 재생 골재(폐 콘크리트에서 골재를 추출하여 만든것을 재생 골재라 이하 칭한다)제조에 적합한 골재 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설 폐기물을 이용하여 토분 및 이물질의 제거처리를 거쳐서 폐 콘크리트를 분리한 것을 원료로 하여 압쇄(壓碎)와 마광(摩鑛) 및 박리(剝離)가 동시에 이루어지고 세척 분급을 하는 방법으로 폐 콘크리트에 부착된 시멘트 몰탈을 효과적으로 제거하여 건축용 재생 골재(재생 조골재와 재생모래)를 생산하는 방법과 장치에 대해 게시한다. 이를 위하여 본 발명은 토분과 이물질을 제거한 폐 콘크리트를 구성하고 있는 조골재, 세 골재, 시멘트 몰탈로 이루어져있는 것을 해쇄(解碎)와 파쇄 및 마쇄 박리를 하여 자연 상태의 건축용 골재를 제조함에 있어서 방법과 장치는 건설 폐기물을 원료하여 이것을 휘드 호퍼에 투입하여 공급된 건설 폐기물에서 폐 콘크리트와 토분을 1차 건식 스크린으로 걸러서 토분등 이물질을 제거하고 벨트에 공급하여 운반도중 수선으로 폐 목재, 플라스틱, 폐 아스콘 등 대형 이물질을 수선(手選)한 후 압축식 파쇄기로 1차 파쇄한 폐 콘크리트를 휘더로 공급하면서 휀으로 2차 이물질제거와 자력선별기로 1차 자성물질 제거 후 2차 건식 스크린으로 토분등 이물질을 재차 거른 후 휀과 자선기로 3차 이물질 제거를 거처서 쏘팅기에 투입 습식으로 4차 이물질을 제거 탈수하고 2차 압축식 파쇄기에 투입 파쇄한 것을 휘더로 공급과정에서 휀으로 5차 이물질제거와 자선기로 3차 자성물질을 제거한 후 U.S.롤러밀(Ultra sand roller mill)에 투입 3차 압쇄와 마쇄를 동시에 한다. 이 마쇄한 것을 4차 자선기로 자성물질을 제거하고 습식 진동 스크린에 투입하여 걸러서 스크린 상단에 잔류하여 통과한 입자의 것은 U.S. 롤러 밀에 재 투입 마쇄하고, 하단 스크린에 잔류하여 통과한 입자의 것은 휀으로 6차 이물질 제거 후 재생 조골재 제품으로 배출한다. 습식스크린 하단을 통과한 5mm이하의 슬러리 상태의 것을 멀티플 크래시 파이어( Multiple Classifier)로 보내어 분급한다.
상기 처리한 5mm이하의 슬러리상태의 것을 멀티플 크래시 파이어로 재생 세 골재와 미분 슬러지 및 미세 이물질을 슬러지 탁수와 같이 분급하여 재생 세 골재는 탈수하여 재생 부순모래 제품으로 배출하고, 슬러지 탁수는 시크너로 보내어 응집제로 응집 침전시켜서 농집 슬러지는 저장조에 저장하였다가 일정량씩 인출하여 필터프레스로 탈수하여 케이크로 만들어 폐기하는 방법의 공정 및 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 재생 골재 제조 방법 및 장치이다.
Description
본 발명은 건설 폐기물인 폐 콘크리트를 이용하여 토목 및 건축용 콘크리트용 재생 골재를 제조하기 위한 재생 골재 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 건설 폐기물을 이용하여 토분, 철재, 플라스틱, 목재등의 이물질을 제거한 잔여물의 주 구성물질인 폐 콘크리트는 조골재와 세 골제(모래)및 시멘트 몰탈로 이루어져 있으며 이것을 U.S. 롤러 밀을 이용하여 압쇄와 마쇄 기법으로 제조하는 즉 압축과 전단압축 및 마찰력이 동시에 가해지는 신 기계를 사용 단순한 공정으로 골재를 추출하여 천연골재 상태의 물성을 가지는 양질의 재생 골재를 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.
일반적으로 선행기술은 건식과 습식 처리법이 있으며 건식은 현재까지는 폐콘크리트에 포함되어 있는 토분 및 철재류와 나무, 비닐, 플라스틱, 종이 등의 불순물을 제거하는 공정과 2차 건식으로 압축식파쇄와 건식 스크린 등으로 거르는 정도로 콘크리트 대소입자의 파쇄물로 만들어 도로포장용 혼합골재 및 되 메우기 등에 사용하는 정도의 품질의 것이다.
국내 선행기술로 대한민국 실용신안 등록번호 20-0202906 및 등록번호 제 20-0236037호, 특허 공개번호 특 2000-0058365호 및 특허공개번호 특2001- 0106385호 등이 있으나 모두 건식으로 처리하여 제품이 상기 혼합석 범주를 벗어나지 못하는 방법으로 레미콘용으로는 사용 할 수 없다. 또한 건식과 습식혼용 방법으로 실용신안 등록번호 제 20-0236037호 및 실용신안 등록번호 제 20-0219931호 및 대한민국특허 등록번호 제10-0277280호에 게시되고 있으나 이들 방법은 전량 또는 스크린으로 걸러서 일부만을 임팩트로 마광하는 방법으로 이 방법은 콘크리트의 일부를 1회만 임팩트 처리함으로 시멘트 몰탈을 완전 박리 할 수 없어 비중이 낮고 흡수율이 높아서 KS기준치에 만족 할 수 없으며, 또한 골재와 슬러지의 분급처리와 탁수의 후처리 방법이 생략되어 있어 일관된 방법이 아니다.
선행 기술 일례로 최근 공개된 기술로서 대한민국 특허 공개번호 특2002-0042569호에 게시하고 있는 도 1의 공정도와 같이 건설 폐기물을 원료로한 재생 골재 제조방법을 상세 설명하면,도1과 같이 1차 처리된 건설폐기물의 폐 콘크리트 및 석분등의 원료를 투입 하는 호퍼와 진동공급기(01)로 공급된 원료의 이물질을 제거 하기위하여 컨베어로 운반도중 철재 종류 등 자성물질을 제거하는 제1벨트마그넷 자선기(02)로 자성물질이 제거된 폐 콘크리트를 벨트에서 낙하시키는 과정에 풍력으로 나뭇조각 및 비닐은 이물질을 제거하는 휀(fan)(03-1)장치; 와 풍력으로 이물질이 제거된 폐 콘크리트 원료를 물의 부력을 이용한 이물질을 제거하는 쏘팅기(Sorting)(04); 와 쏘팅된 폐 콘크리트의 수분을 제거하는 탈수장치(05);와 탈수된 폐 콘크리트 원료를 파쇄하는 제1 압축식 파쇄기(06)인 유압식의해드 콘크러셔(06)로 파쇄된 폐 콘크리트를 투입하여 걸르는 상단은 건식 이고 중단에 고무판으로 분리되고, 하단은 살수 장치가 된 복합식 제1 진동스크린(07)과 이 제1 진동스크린 상단 스크린 망위에 잔류 통과한 입자는 제1 압축식 파쇄기(06)에 재투입 파쇄하고, 스크린망을 통과한 입자는 벨트로 이송 도중에 제2휀(03-2)으로 가벼운이물질제거와 철재류 등 자성물질을 2차로 제거하는 데 있어 필요에 따라 고정식 자선기 또는 벨트 자선기(Belt Magnet)(08);와 이 2차 자성물질 제거한 입자의 것을 원심력을 이용한 충격식으로 메탈 판에 부딪혀서 부서지고, 마모되고, 깎이는 작용을 이용하여 1차로 파쇄와 마광 박리하는 돌과 메탈 형(Rock on Metal type)으로된 버티칼 샵트 임팩터기(vertical shaft impact)(09);와 1차 해쇄와 마광된 것을 제1 진동 스크린 하단에 투입 살수장치가된 습식으로 걸르는 제1 진동스크린(07);과 제1 진동스크린의 하단 스크린을 통과한 입자의 것을 탁수 제거와 탈수를 하는 탈수장치(10);와 제1진동 스크린 하단의 스크린에 잔류 통과한 조 입자와 이 스크린을 통과 하여 탁수제거와 탈수된 세 입자의 것을 합하여 마광과 박리를 하는 데 있어 마광 박리 효과가 탁월한 돌과 돌이 서로 부딪혀서 부서지고 깍 이고 마모되는 원리를 이용한 돌과 돌형(Rock on Rock type)으로 만들어진 버티칼 샵트 임팩터기(vertical shaft impact)(10)로 2차 마광 박리 처리하는 돌과 돌형의 충격식 마광 박리기(11);와 2차 해쇄 마광 박리된 것을 제2 습식 진동스크린(12) 상단에 투입 5mm 내지 8mm 스크린망과 중단에 1mm 내지 5mm의 스크린과 하단에 4mm 내지 6mm로 거르는 습식의 제2 습식 진동스크린(12)장치와 제2 습식 진동 스크린 상단 및 중단에 잔류 통과한 것을 제3차 휀(03-3) 의 풍력으로 이물질 제거 후 3차 마광 및 박리하는 제3 충격식 마광 박리기(13)와; 3차 마광과 박리를 한 것을 하단 스크린에 투입 살수 장치가 된 습식으로 스크린망 4mm 내지 6mm 로 거르는 제2 습식 진동스크린(12)과; 제2 진동스크린 하단을 통과한 입도의 슬러리 상태의 것을 재생 세 골재와 슬러지 및 이물질을 종합적으로 분급처리 하는 멀티플 크래시파이어(Multiple Classifier)분급기(14)와; 제2 습식 진동스크린 하단에 잔류 통과한 4mm 이상 20mm이하의 입자 것을 재생 조골재 제품으로 배출하여 저장 하는 하치장과;
상기 멀티플 크래시 파이어(Multiple Classifier)분급기(14)는 습식 제2 진동스크린에서 이송된 4mm 내지 6mm이하 입도의 슬러리 상태의 슬러리 탁수에서 150메시(mesh)내지 200메시 이상의 조립자를 긁어모아 건저 올려서 탈수기에 투입하는 버켓휠로된 분급기(14);와 분급기(14) 수조 탱크에 부유하는 이물질을 제거하는 이물질제거기(15)와; 이물질이 제거된 탁수를 필요에 따라 탁수를 직접 시크나로 보내거나, 탁수를 하이드로 사이클론으로 보내는 변환 댐퍼(18)장치와; 슬러리 펌프와 변환 댐퍼(18)를 거처 이송된 200메시 이상의 세 입자와 200메시 이하의 슬러지를 분리하는 분급점 200메시의 하드로 사이클론(17)장치와; 멀티플 크래시파이어(Multiple Classifier)분급기(14)에서 분급된 150메시 이상 4mm 내지 6mm이하의 재생골재(모래)와 하이드로 사이클론에서 분급된 200메시 이상의 세 입자를 합하여 탈수하는 진동 탈수기(16);와 탈수기에서 탈수된 200 메시 이상 6mm 이하의 입도를 재생 모래제품으로 저장하는 하치장;
상기 하이드로 사이클론(17)에서 세입자를 분리하고 남은 슬러지 탁수는 시크나(19)로 이송 고분자 응집제 약품을 자동으로 투약하는 자동장치로 투약하여 응집침전 시켜서 정화 시키는 방법으로 친환경적으로 탁수를 처리하여 정수된 물은 회수 재사용 할 수 있는 장치가된 시크나(19)와; 응집 침전된 슬러지를 슬러리 펌프와 파이프를 이용 이송하여 저장하는 사이로(20)와; 저장된 농집 슬러지를 일정량식 인출하여 탈수하여 케이크로 만드는 맴브랜형 또는 쳄버형의 대용량 필터프레스(21)로 구성된다.
그러나 상기와 같은 재생 골재 제조 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째. 이 방법은 건설 폐기물을 토분 및 이물질을 일부 제거하고 쪼크러셔와 콘크러셔로 파쇄처리 하여 건식으로 걸러서 일정 크기로(약 40mm이하) 1차처리된 중간원료의 것을 이용하여 처리하는 제조공정으로 1차 처리되지 않은 건설 폐기물은 처리 할수 없는 문제점이 있다.
둘째. 이 방법은 주로 콘크러셔와 V.S.I.임팩트로 다중 처리함으로서 파쇄효율이 낮아서 생산성이 낮으며 파쇄기를 여러개 사용함으로서 소모비가높은 것이 단점이다.
셋째. 폐 콘크리트의 재생 골재 특성상 하이드로 사이크론으로 세입자를 분급 회수하여 세골재의 세립자로 활용하고 있으나 실지로 100 메쉬에서 200 메쉬 사이의 세 입자에는 나무의 미세 조각 및 시멘트 몰탈의 미립자등 이물질이 많이 함유되고 있어 이것의 회수 사용은 품질이 저하 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다음과 같은 목적을 가진다.
첫째; 상기 종래의 선행기술 제조방법 및 장치와는 달리 건축 폐기물의 토분 및 이물질 제거와 1 및 2 차 처리의 공정을 동시에 하나의 공정으로 처리 할 수 있는 방법.
둘째; 재생 골재 제조에 있어서 폐 콘크리트의 시멘트 몰탈 제거가 용이 하지 않으므로 압축과 충격식 기계를 다중으로 혼용하여 파쇄 마광 박리하는 방법을 기계하나로 파쇄와 마광을 동시에 처리하는 방법으로서 시멘트 몰탈을 거의 완전하게 제거하고 천연 상태와 같은 재생 골재만을 만들어 시설비 절감과 부가가치를 높이는데 있다.
셋째; 충격식 파쇄기인 버티칼 샵트 임팩트 크러셔(Vertical Shaft Impact crusher)의 단점인 파쇄 되지 않고 큰입자가 등글게 마모되어 계속 회전되어 리턴량이 증가하는 문제점과 콘크러셔등 다중으로 기계를 사용 처리하여야 하는 것을 U.S. 롤러 밀을 사용함으로서 3차 콘크러셔 및 임팩트 크러셔등 3내지4대의 파쇄기를 1개의 U.S. 롤러밀로 대체 할 수 있어 플랜트 설비비의 절약과 저 비용으로 고효율의 마쇄하는 기법으로 품질을 향상시킬 수 있어 양질의 재생 골재를 능률적이고 효율적인 공정으로 생산함으로서 생산원가절감을 할 수 있는 방법.
넷째; 1차 및 2차처리의 공정을 단일 공정으로 처리 함으로서 생산원가 절감과 생산 원단위에 따른 플랜트의 건설원가를 더욱 낮출 수 있는 건축용 재생 골재를 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 건축폐기물(폐 콘크리트)로부터 재생 골재를 제조하는 공정 계통도,
도 2는 본 발명에 따른 U.S.롤러 밀을 이용한 건설 폐기물의 재생 골재를 제조하기 위한 방법과 공정 및 장치의 전체적인 구조를 나타낸 공정도
도 3은 본 발명에 따른 U.S. 롤러 밀을 이용한 건설 폐기물의 재생 세 골재를 제조하기 위한 공정 계통도
도 4는 본 발명에 따른 U.S. 롤러밀의 구조도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
01- - 휘드 호퍼 02 - - 진동 휘더(Feeder)
03 및 06- - 건식스크린 04 - - 압축식 파쇄기 조크러셔
M1 - - 벨트 자선기(Belt Magnet) F1- - -풍력 선별기 휀
07 - - 쏘팅기(Sorting) 10- - 압축식 파쇄기(콘크러셔 또는 더블조)
13- - 습식 진동스크린 12- - U.S. 롤러 밀(U.S. roller mill)
14 - -멀티플 크래시 파이어(Multiple Classifier) 15 - - 탈수기
17 - - 시크너(thickener) 20 - - 필터프레스(filter press)
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 폐기물을 원료로한 재생 골재 제조 방법은 도2의 공정 및 도3의 공정 계통과 같이 건설 폐기물의 종래의 1차 및 2차 처리공정을 본 발명은 1개의 공정으로 단순화한 일관 공정으로 처리하는 공법으로 하였다. 이것을 상세설명하면,
a) 건설 폐기물에 폐 콘크리트, 토분, 철근등의 철재류, 폐목재, 플라스틱, 적벽돌, 폐 아스팔트조각, 비닐, 직물류조각 및 스치로폼등 다양한 이물질이 혼합되어 있는 것을 원료로 투입하는 호퍼(01) 와 진동 휘더(02)를 통하여 건식 스크린(03)에 공급하는 단계;
b) 상기 a) 단계에서 공급된 원료를 상단은 100mm 내지 200mm 눈금과 하단은 20mm내지 50mm의 눈금을 가지는 2단 건식 진동 스크린(03)으로 토분을 1차 제거하는 단계;
c) 상기 b)단계에서 스크린 상단에 잔류 통과하는 토분이 제거된 폐 콘크리트를 컨베어로 운반도중에 대형 이물질(폐목편, 아스팔트, 적벽돌, 직물류등)을 수선(手選)으로 제거하고 제1 압축식 파쇄기에 투입하는 단계;
d) 상기 c)단계에서 1차 이물질이 제거되어 이송된 폐 콘크리트를 제1 압축식파쇄기(에)인 조 크러셔로 파쇄하는 단계;
e) 상기 d)단계에서 파쇄된 폐 콘크리트를 휘더(05)로 공급하는 과정에서 휀(F1)으로 2차 이물질을 제거하고 벨트자선기(M1)로 1차로 자성물질을 제거하는 단계;
f) 상기 e) 단계에서 이물질이 제거된 것과 b)단계의 스크린 하단에 잔류통과한 것을 합하여 다시 10mm 내지 20mm 스크린망이 장착된 건식 스크린(06)으로 2차 토분을 제거하고 휀(F2)과 자력 선별기(Magnetic separator)(M2)로 3차로 이물질을 제거하는 단계;
g) 상기 f) 단계에서 토분 및 자성물질 등 이물질이 제거된 것을 습식 이물질 제거기인 쏘팅기(Sorting)(07)에 투입하여 부유법으로 4차 이물질을 제거한 것을 탈수기(09)로 탈수 제거 폐기 하고, 폐 콘크리트는 탈수기(08)로 탈수 후 2차 압축식 파쇄기(10)에 투입하는 단계; 와 쏘팅 탈수과정에서 발생한 탁수들은 시크나로 보내어 다른 탁수와 같이 처리한다.
h) 상기 g) 단계에서 쏘팅 처리되어 이송 것을 2차 압축식 파쇄기(10)인 콘크러셔 또는 더블 조를 사용하여 파쇄하는 단계;
i) 상기 h) 단계에서 2차 파쇄된 것을 휘더(11)와 휀으로 이물질 제거 후 B6벨트에 공급 운반하는 과정에서 자선기(M3)로 3차 자성물질을 제거하고 3차 압축 및 전단압축 마쇄하는 U.S.로러 밀(12)에 투입 파쇄 및 마쇄 박리하는 단계;와 중간 기계의 고장등 필요에 따라 파쇄 마광된 것을 댐퍼 장치로 중간배출 장치를 더한다.
j) 상기 i) 단계에서 U.S. 롤러밀로 파쇄 및 마쇄 박리된 것을 4차 자선기(M4)로 자성물질을 제거한 후 습식 진동 스크린의 눈금이 상단은 20mm 내지 25mm 스크린과, 하단은 4mm 내지 6mm의 스크린이 장착되고 살수(撤水)장치가 된 2단 습식 진동 스크린(13)으로 걸러서 스크린 상단에 잔류 통과한 것은 U.S. 롤러 밀(12)에 재투입 하여 재처리하고 하단에 잔류하여 통과한 입자의 것은 4차 휀(F4)이 풍력으로 이물질을 한번더 제거 한후 재생 조골재 제품으로 배출하는 단계;와
k) 상기 j) 단계에서 습식 진동 스크린(13)하단의 크린을 통과한 4mm 내지 6mm 이하 0mm 까지의 입자의 슬러리 상태의 것을 멀티플 크래시파이어(14)에 이송하여 분급하는 단계; 와
l) 상기 k) 단계에서 이송된 6mm이하 입자의 슬러리 상태의 모래와 탁수를 멀티플 크래시 파이어 분급기(14)로 슬러리 탱크내의 나선형 스크류로 조립자들을 버켓휠 쪽으로 이동시켜서 분급점 150 메쉬 내지 200메쉬로 하여 버켓휠로 재생 모래를 건져서 탈수기(15)로 보내어 탈수하여 재생 모래 제품으로 배출하는 단계; 와
m)상기 L) 단계에서 슬러지 탁수는 스크류로 뒤집어서 미세 이물질을 부유케 하여 슬러지 탁수와 같이 슬러리탱크 후미의 배출구를 통하여 슬러지 집수조 및 펌핑 장치(16)를 통하여 시크나(17)로 이송하는 단계;
n) 상기 m)단계에서 시크나(17)에 이송된 슬러지 탁수에 응집제를 자동조절 투여기(21)로 응집제를 시크나(17)에 투입 교반 반응시켜 슬러지를 응집 농축하여 농집 슬러지로 만들어 슬러지 저장조(19)에 이송 저장 하는 단계; 와
o) 상기 n) 단계에서 저장된 농축 슬러지를 일정량씩 인출하여 필터프레스(20)로 탈수하여 케이크로 만들어 폐기 처리하는 단계; 와
p) 상기 o)단계의 필터프레스(20) 탈수과정에서 정화된 물과, 상기 n) 단계의 시크나(17)에서 정화된 물을 회수 보충수 탱크(18)에 저장 재사용 하는 단계; 와
r) 상기 시스템 전체의 주요 기계와 장비들을 자동 콘트롤하는 콘트롤 룸을 포함하여 이루어진 재생 골재 제조 방법을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명의 건설 폐기물의 폐 콘크리트를 원료로 한 U.S. 롤러 밀을 이용하여 재생 골재를 제조하는 기계와 장치는 도2 및 도3의 공정 계통도와 같이 건설폐기물을 이용한 재생 골재를 제조하는 시스템의 기계와 장비를 상세 설명하면 건설폐기물의 원료를 투입 저장 공급하는 호퍼(01) 및 진동 휘더(02); 와
상기 진동 공급기(02)로부터 공급된 원료를 상단은 100mm 내지 200mm 눈금과 하단은 20mm내지 50mm의 눈금을 가지는 2단 건식 진동 스크린으로 토분을 1차 제거하는 건식 스크린(03)장치; 와
상기 건식 스크린에서 토분이 제거된 폐 콘크리트를 컨베어로 운반도중 수선(手選)으로 대형 이물질을 제거한 후 1차로 파쇄하는 압축식 파쇄기인 조크러셔(04); 와
상기 파쇄된 폐 콘크리트를 벨트에 공급하는 휘더(05)와 공급하는 과정에서 풍력으로 2차 이물질을 제거하는 휀(F1)과 자성물질을 제거하는 벨트자선기(M1);와
상기 벨트자선기(M1)로 이물질이 제거된 것과 건식 스크린(03) 하단에 잔류통과한 것을 합하여 다시 2차 토분을 제거하는 제2 건식 스크린(06);과
상기 건식 스크린(06)으로 걸러진 것을 2차로 풍력과 자력으로 자성 물질을 제거하는 휀(F2)과 자력 선별기(Magnetic separator)(M2); 와
상기 토분 및 자성물질 등 이물질이 제거된 것을 습식 이물질 제거기인 쏘팅기(Sorting)(07)에 투입하여 습식 부유기법으로 이물질을 제거한 것을 탈수하는 탈수기(09);와 습식으로 이물질이 제거된 폐 콘크리트 중간 원료의 수분을 탈수하는 탈수기(08)로 구성된 쏘팅장치;와
상기 중간 원료를 탈수 후 2차 압축식으로 파쇄하는 파쇄기(10)인 콘크러셔 또는 더블조 크러셔;와
상기 단계에서 2차 파쇄된 것을 휘더(11)로 B6 벨트에 공급 운반하는 과정에 휀(F3)과 자선기(M3)로 이물질을 다시 제거하는 단계; 와
상기 단계에서 2차 파쇄되고 3차 휀(F3) 및 자선기(M3)로 작은 이물질과 자성물질을 제거한 후 투입하여 압축 및 전단압축 마쇄 박리하는 U.S. 롤러 밀(12); 과 중간 배출하는 댐퍼 변환 장치.
상기 단계에서 마쇄 박리된 것을 상단은 20mm 내지 25mm 스크린과, 하단은 4mm 내지 6mm의 스크린이 장착되고 살수(撤水)장치가 된 2단 습식 진동 스크린에 투입 거르는 2단 습식 진동 스크린(13);장치와
상기 단계에서 걸러서 스크린 상단에 잔류 통과한 것은 U.S. 롤러 밀(12)에 재 투입 재처리하고 하단에 잔류하여 통과한 입자의 것을 풍력으로 이물질을 한번 더 제거는 4차 휀(F3);장치와
상기 4차 휀으로 이물질이 제거된 것을 재생 조골재 제품으로 배출하고, 습식 스크린 하단을 통과한 4mm 내지 6mm 이하 0mm의 슬러리 상태의 것을 이송하여 분급 재생 세골재 제품으로 분급하는 멀티플 크라시 파이어 분급기(14); 와
상기 단계에서 이송된 6mm이하 입자의 슬러리 상태의 모래와 탁수를 멀티플 크래시 파이어 분급기(14)로 슬러리 탱크내의 나선형 스크류로 조립자들을 버켓휠 쪽으로 이동시켜서 분급점 150 메쉬 내지 200메쉬로 하여 버켓휠로 재생 모래를 건저서 탈수 하여 재생 세골재로 배출하는 탈수기(15);와
상기 분급 과정에서 발생하는 슬러지 탁수는 스크류로 뒤집어서 미세 이물질을 부유케 하여 슬러지 탁수와 같이 슬러리탱크 후미의 배출구를 통하여 슬러지를집수 이송하는 집수조 및 펌프장치(16); 와
상기 단계에서 이송된 슬러지 탁수에 응집제를 자동조절기(21)로 응집제를 투입 교반 반응시켜 슬러지를 응집 농축하는 시크나(17); 와
상기 단계에서 농집 슬러지를 파이프로 이송하여 저장하는 저장조(19); 와
상기 단계에서 저장된 농축 슬러지를 일정량씩 인출하여 탈수하여 케이크로 만드는 필터프레스(20); 와
상기 단계의 필터프레스(20)의 탈수과정에서 여과된 물과, 시크나(17)에서 정화된 물을 회수하여 재사용할 수 있게하는 집수 및 보충수 탱크(18); 와
상기 전단계의 주요 기계와 장비를 자동 콘트롤하는 장치가된 콘트롤 룸;과
상기 각 기계와 장치를 연결하여 원료를 운송하는 복수개의 벨트 컨베어를 포함하여 이루어진 건설 폐기물 처리 및 재생 골재 제조 기계와 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 건설폐기물을 이용한 재생 골재 제조의 중요한 기계와 장치의 구조와 기능을 상세히 설명 하면 다음과 같다.
첫째; 상기 도 2 및 도 3의 공정 계통의 쏘팅기(Sorting)(07)는 도4와 같이 이물질 제거용 벨트 컨베어에서 떨어지는 원료가 이탈하지 않도록 하는 가이드 장치(301)와 이물질 제거장치에 물이 채워진 탱크(300) 내에 2m 내외의 광폭을 가지고 원료운송중 미끄러지지 않게 설계된 광폭 벨트 컨베어에(302) 원료가 떨어지면 가벼운 이물질은 물위로 부상하게 되고 원료는 컨베어(302)를 타고 탈수기(08)로 이송 탈수되며, 부상된 이물질은 후미로 이동 이물질 제거 진동 장치(304)가된 탈수기(09)에 의하여 제거되고, 조업으로 인한 탁수 및 와류에 의하여 침전되는 세 입자의 침전물은 역회전 하면서 탱크철판을 쓸어 올리는 벨트제거기(303)로 연속 제거하여 탈수된 탁수와 합하여 시크나(19)로 이송하거나 또는 탈수기(05)에 투입 상부 컨베어(302)로 이송한 것과 합하여 진동기(305)의 가진력에 의하여 역 구배로된 탈수스크린에 잔류 통과하면서 탈수가 이루어진 것은 다음 단계인 압축 파쇄기(06)에 투입하고 탈수된 탁수는 벨트 제거기(303)의 슬러지와 합하여 시크나(17)로 이송하여 멀티플 분급기(14)의 슬러지와 같이 응집 침전 처리하는 것을 특징으로 하는 소팅 장치이다
둘째; 상기 공정 계통도의 U. S.롤러밀(Ultra sand roller mill)(12)은 종래의 골재 제조에 사용하지 않은 새로운 신기계로서 그 구조와 기능을 설명하면 도 5 와 같이 원료투입 슈트(101)와 압축 파쇄와 전단압축 및 마찰력으로 압쇄와 마쇄하는 2개 내지 3개의 타이어 형의 롤러(102)와 이를 지지압축하며 회전하는 라이너가된 테이블(103)과 롤러에 압축력을 가하는 유압식 또는 스프링식 압축암(104)과 테이블을 지지하고 돌리면서 냉각 시키는 환상유압 실린더(105)와 이 유압식 실린더는 유압식 압축 암을 사용 할 시는 테이블 지지와 실린더 냉각 장치 역할을 하게끔 설계된다. 테이블을 회전시키는 버티칼 샵트(Bertical shaft)(106)와 버티칼 샵트를 구동시키는 전동기모터(107)와 구동 속도를 감속시키는 감속기(108)와 파쇄물이 배출되는 배출 슈트(109)와 유압장치인 유압기(110)로 이루어진 구조를 가지고있다.
U. S. 롤러밀의 분쇄작동 원리는 도 6 과 같이 다이어형의 롤러(102)가 테이블(103)이 회전함에 따라 타이어 치입눈(齒入目)밑으로 피분쇄물이 치입되어 →압축 및 마쇄(層壓縮 磨碎)현상이 일어나고 →마쇄된 것이 테이블 외측으로 배출의 순서로 분쇄 작동이 일어난다. 즉 원료투입 슈트로 투입된 피 분쇄물이 테이블에 H1과 같은 두께의 치입전층(齒前層)을 이루고 테이블이 회전속도 V 에 따라 치입각 Q 와 같은 각도로 롤라 다이어 밑으로 치입 되면서 최대 압점(壓點) F 와 롤러 하면압 P 점을 지나면서 최대의 층 압축과 전단분쇄(剪斷粉碎)력의 형상이 이루어저서 분쇄되어 분쇄 층 후 H2로 마쇄 되는 것이 포인트가 된다. 그러므로 분쇄부의 형상이 성능을 결정하는 포인트가 된다. U. S. 롤러 밀은 첫째 대괴의 치 입성(齒性); 둘째 적정한 층 후의 확보와 전단력에 의하여 입형 개선(粒形改善); 셋째 한정 영역 고 면압(限定 領域 高 面壓)에서 고효율의 분쇄를 염두에 두고 설계된 것이다.
입형 개선에 있어서 피 분쇄물이 U. S.롤러 밀 내에 체류시간을 조절하는 댐 링크(Dam link)높이와 세립화의 정도를 조절하는 가압력을 적절하게 조정하는데 있어서 U. S 롤러 밀의 분쇄부의 형상이 그의 성능을 100% 발휘 할 수가 있다.
U. S. 롤러 밀의 분쇄 원리는 도 6 와 같이 롤러 가압력 F 와 치입각 Q 에 의존하는데, U. S.롤러 밀은 그 구조에서 커다란 가압력 F를 고려하게 되는 대, 일방(一方) 분쇄부 형상(粉碎部 形狀)은 치입 전 층후 H1이 롤러의 ① 부분에서 치입되어 치입각 Q에서 마쇄되어 압축비 H1/H2의 분쇄 층을 이루어 분쇄가 된다.
분쇄 작동 영역의 분쇄원리는 도 7 과 같이 테이블 내주측(內周側)은 롤러다이어와 테이블과의 간격이 약간 넓어서 대괴를 함유한 원료의 치입성이 향상되고테이블 외주측은 에너지 집중으로 p 와 같은 롤러압이 높은 가압력이 부여되어 최종 분쇄 영역을 이루고 마쇄되어 슈트로 떨어지게 된다.
이 U. S.롤러 밀은 동일 크기에 있어서 설비동력을 크게 설정이 가능하여 대용량처리와 세립화가 가능하게 변환 할 수 있는 기계 이다. 다른 관점에서 보면 단위 공급량에 있어서 처리동력(동력원단위)을 커지게 변경하는 것이 된다. 세립화 또는 입형 판정 실적율의 조정범위를 이상적으로 크게 할 수 있는 것이다.
소비동력 결정은 (KW)= F×V×sinQ×Z으로 산출한다.
F: 롤러의 가압력
V: 테이블 회전 속도(기계적으로 일정함)
Q: 치입각(원료성상에의존)
Z: 롤러 개수
롤러의 가 압력 F 가 커지면 소비동력이 커지고, 처리용량도 커진다. 또한 압축비 H1/H2를 크게 하면 세립자화가 된다. 기계의 크기에 따라 표 1과같이 조쇄된 암석 30mm 에서 80mm까지 이하의 크기의 암석을 투입 분쇄 할 수 있으며, 부순 모래 전용기인 소형기와 조골재와 부순 모래를 같이 생산이 가능한 대용량기로 제작 할 수 있다. 테이블 크기와 롤러 개수에 따라 소형기와 대형기로 구분되며 소형은 테이블 직경 1000mm내지 1300mm로 롤러 2개로 할 수 있고 가압장치를 스프링으로 할 수 있다. 중형기는 테이블직경 1300mm로 가압창치를 스프링 또는 유압으로 하며 롤러는 스프링식일 경우 롤러 2개로하며 처리량을 높게 할 경우 롤러 3개와 유압식으로 하여야한다. 대형기는 테이블 직경이 1500mm 에서 1800mm까지로 3개의롤러와 유압식으로 가압장치를 하여야한다. 이들 기종별로 투입가능 원료의 크기와 최대통과 용량과 소요전력은 표1과 같다. 특히 골재생산량을 많이 하기를 원하면 U. S 롤러밀을 대형화하고 콘크러셔 다음에 건식스크린을 1개더 설치하여 걸러서 5mm이하는 부순모래 제품으로, 8mm 내지 25mm는 조골재로 배출하고, 5mm 이상 8mm이하와 25mm이상 입자의 것을 U. S. 롤러밀에 재투입하여 분쇄 후 습식으로 거르는 방법으로 하면 생산량을 거의 배가할 수 있다. 도2 및 도 3 의 공정 계통도는 기본형으로 이 기본형을 토대로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 처리량 및 제품의 종류를 달리 할 수 있으며 이에 따른 계통을 약간 달리 할 수 있다.
U. S.롤러밀의 성능에 있어서 특히 대형 U. S.롤러밀은 2차 크라셔 파쇄 물을 대량처리가 가능 하다. 소형 U. S. 롤러밀은 13mm의 조골재와 부순 모래 전용기로 사용하는 것이 바람직하다.
표 1. U.S 롤러 밀의 종류와 처리능력 및 소요 동력 표
셋째; 도 2 및 도3의 공정 계통도에서 멀티플 크래시 파이어(14)를 상세 설명하면 도9와같이 습식진동스크린(13)을 통과한 슬러리(모래와 슬러지가 포함된 탁수)상태의 탁수가 유입되는 슬러리 탱크(501)와 슬러리중의 모래를 일 방향으로 이동시키며 뒤집어주어 이물질을 부상 하게하는 스크류(502)가 내장된 슬러리 탱크(501)와, 상기 스크류(502)로 이동된 모래를 버켓휠(Bucket Wheel)(503)로 건져 올려서 진동기(504)로 탈수시키는 탈수기(15)와 상기 멀티플 크래시 파이어(14)로부터 부상된 이물질과 분급된 미분의 슬러리 탁수가 저장되는 탁수탱크(511)와, 상기 슬러리 탁수를 펌프(512)로 펌핑하여 시크나로 보내는 중간 조정조(514)를 구비한다. 본 멀티플 크래시 파이어는 이물질과 슬러지 탁수를 하이드로 사이크론을 거치지 않고 탁수탱크(511)를 통하여 시크나로 이송 처리함으로서 미립자의 이물질 제거와 탁수를 동시에 처리하고 재생 세 골재의 시멘트 미세입자를 제거 조절을 할 수 있는 특징이 있다.
넷째; 자력선별기로 금속류의 자성물질 제거와 풍력으로 비닐 섬유류 등 이물질을 제거 하고, 목재편, 플라스틱편, 스치로폼 등은 물에 의한 부유 기법 등으로 선별 제거를 각각 4내지 5차에 걸쳐 이물질을 완벽하게 제거하는 장치가 구비되고, 부수적으로 적당한 수분 함량을 조절을 할 수 있어 폐 콘크리트의 접착강도를 떨어 트려서 파쇄와 마광 및 박리 효과를 높여줌으로서 효율적으로 양질의 재생 세 골재를 생산 할 수 있는 특징이 있다.
다섯째; 상기 재생 골재 각 제조 공정 장치에 이송 공급시키기 위한 복수개의 컨베어가 더 구비된다.
여섯째; 이물질이 제거된 폐 콘크리트를 이용하여 필요에 따라 재생조골재 및 재생 세 골재를 생산하거나 전량 부가 가치가 높은 재생 세 골재로 제조 할 수 있는 특징을 더 구비 한다.
상술한 바와 같은 본 발명 재생 골재 제조방법 및 장치는 본원 발명의 정신과 범위를 이탈함이 없이 많은 변형을 가하여 실시될 수 있음은 두말 할 것도 없다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도2의 계통도와 도3의 공정도를 참조하면서 상세히 성명 한다.
본 발명에 따른 재생 세 골재 제조방법은 도2 및 도3 의 공정 계통도와 같이
a) 건설 폐기물에 폐 콘크리트, 토분, 철근 등의 철재류, 폐목재, 플라스틱, 적벽돌, 폐 아스팔트조각, 비닐, 직물류조각 및 스치로폼등 다양한 이물질이 혼합되어 있는 것을 원료로 투입하는 호퍼(01) 와 진동 휘더(02)를 통하여 건식 스크린(03)에 공급하는 단계;
b) 상기 a) 단계에서 공급된 원료를 상단은 100mm 내지 200mm 눈금과 하단은 20mm내지 50mm의 눈금을 가지는 2단 건식 진동 스크린(03)으로 토분을 1차 제거하는 단계;
c) 상기 b)단계에서 스크린 상단에 잔류 통과하는 토분이 제거된 폐 콘크리트를 컨베이어로 운반도중에 대형 이물질(폐목편, 아스팔트, 적벽돌, 직물류등)을 수선(手選)으로 제거하고 제1 압축식 파쇄기에 투입하는 단계;
d) 상기 c)단계에서 1차 이물질이 제거되어 이송된 폐 콘크리트를 제1 압축식 파쇄기(04)인 조 크러셔로 파쇄하는 단계;
e) 상기 d)단계에서 파쇄된 폐 콘크리트를 휘더(05)로 공급하는 과정에서 휀(F1)으로 2차 이물질을 제거하고 벨트자선기(M1)로 1차로 자성물질을 제거하는단계;
f) 상기 e) 단계에서 이물질이 제거된 것과 b)단계의 스크린 하단에 잔류 통과한 것을 합하여 다시 10mm 내지 20mm 스크린망이 장착된 건식 스크린(06)으로 2차 토분을 제거하고 휀(F2)과 자력 선별기(Magnetic separator)(M2)로 3차로 이물질을 제거하는 단계;
g) 상기 f) 단계에서 토분 및 자성물질 등 이물질이 제거된 것을 습식 이물질 제거기인 쏘팅기(Sorting)(07)에 투입하여 부유법으로 4차 이물질을 제거한 것을 탈수기(09)로 탈수 제거 폐기 하고, 폐 콘크리트는 탈수기(08)로 탈수 후 2차 압축식 파쇄기(10)에 투입하는 단계; 와 쏘팅 탈수과정에서 발생한 탁수들은 시크나로 보내어 다른 탁수와 같이 처리한다.
h) 상기 g) 단계에서 쏘팅 처리되어 이송 것을 2차 압축식 파쇄기(10)인 콘크러셔 또는 더블 조를 사용하여 파쇄하는 단계;
i) 상기 h) 단계에서 2차 파쇄된 것을 휘더(11)와 휀으로 이물질 제거 후 B6벨트에 공급 운반하는 과정에서 자선기(M3)로 3차 자성물질을 제거하고 3차 압축 및 전단압축 마쇄하는 U.S.롤러 밀(12)에 투입 해쇄 및 압축 마쇄 박리하는 단계; 와 중간 기계의 고장 등 필요에 따라 파쇄 마광된 것을 댐퍼 변환장치로 중간배출한다.
j) 상기 i) 단계에서 파쇄 및 마쇄 박리된 것을 4차 자선기(M4)로 자성물질을 제거한 후 습식 진동 스크린의 눈금이 상단은 20mm 내지 25mm 스크린과, 하단은 4mm 내지 6mm의 스크린이 장착되고 살수(撒水)장치가 된 2단 습식 진동 스크린(13)으로 걸러서 스크린 상단에 잔류 통과한 것은 U.S. 롤러 밀(12)에 재투입 하여 재처리하고 하단에 잔류하여 통과한 입자의 것은 4차 휀(F4)이 풍력으로 이물질을 한번더 제거 한후 재생 조골재 제품으로 배출하는 단계;와
k) 상기 j) 단계에서 습식 진동 스크린(13)하단의 크린을 통과한 4mm 내지 6mm 이하 0mm 까지의 입자의 슬러리 상태의 것을 멀티플 크래시 파이어(14)에 이송하여 분급하는 단계; 와
l) 상기 k) 단계에서 이송된 6mm이하 입자의 슬러리 상태의 모래와 탁수를 멀티플 크래시 파이어 분급기(14)로 슬러리 탱크내의 나선형 스크류로 조립자들을 버켓휠 쪽으로 이동시켜서 분급점 150 메쉬 내지 200메쉬로 하여 버켓휠로 재생 모래를 건저서 탈수기(15)로 보내어 탈수하여 재생 모래 제품으로 배출하는 단계; 와
m)상기 L) 단계에서 슬러지 탁수는 스크류로 뒤집어서 미세 이물질을 부유케 하여 슬러지 탁수와 같이 슬러리탱크 후미의 배출구를 통하여 슬러지 집수조 및 펌핑 장치(16)를 통하여 시크나(17)로 이송하는 단계;
n) 상기 m)단계에서 시크나(19)에 이송된 슬러지 탁수에 응집제를 자동조절 투여기(21)로 응집제를 시크나(17)에 투입 교반 반응시켜 슬러지를 응집 농축하여 농집 슬러지로 만들어 슬러지 저장조(19)에 이송 저장 하는 단계; 와
o) 상기 n) 단계에서 저장된 농축 슬러지를 일정량씩 인출하여 필터프레스(20)로 탈수하여 케이크로 만들어 폐기 처리하는 단계; 와
p) 상기 o)단계의 필터프레스(20) 탈수과정에서 정화된 물과, 상기 n) 단계의 시크나(17)에서 정화된 물을 회수 보충수 탱크(18)에 저장 재사용 하는 단계;와
r) 상기 시스템 전체의 주요 기계와 장비들을 자동 콘트롤하는 콘트롤 룸을 포함하여 이루어진 재생 골재 제조 방법을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명의 건설 폐기물의 폐 콘크리트를 원료로 한 U.S. 롤러 밀을 이용하여 재생 골재를 제조하는 기계와 장치는 도2 및 도3의 공정 계통도와 같이 건설폐기물을 이용한 재생 골재를 제조하는 시스템의 기계와 장비를 상세 설명하면 건설폐기물의 원료를 투입 저장 공급하는 호퍼(01) 및 진동 휘더(02); 와
상기 진동 공급기(02)로부터 공급된 원료를 상단은 100mm 내지 200mm 눈금과 하단은 20mm내지 50mm의 눈금을 가지는 2단 건식 진동 스크린으로 토분을 1차 제거하는 건식 스크린(03)장치; 와
상기 건식 스크린에서 토분이 제거된 폐 콘크리트를 컨베어로 운반도중 수선(手選)으로 대형 이물질을 제거한 후 1차로 파쇄하는 압축식 파쇄기인 조크러셔(04); 와
상기 파쇄된 폐 콘크리트를 벨트에 공급하는 휘더(05)와 공급하는 과정에서 풍력으로 2차 이물질을 제거하는 휀(F1)과 자성물질을 제거하는 벨트자선기(M1);와
상기 벨트자선기(M1)로 이물질이 제거된 것과 건식 스크린(03) 하단에 잔류통과한 것을 합하여 다시 2차 토분을 제거하는 제2 건식 스크린(06);과
상기 건식 스크린(06)으로 걸러진 것을 2차로 풍력과 자력으로 자성 물질을 제거하는 휀(F2)과 자력 선별기(Magnetic separator)(M2); 와
상기 토분 및 자성물질 등 이물질이 제거된 것을 습식 이물질 제거기인 쏘팅기(Sorting)(07)에 투입하여 습식 부유기법으로 이물질을 제거한 것을 탈수하는 탈수기(09);와 습식으로 이물질이 제거된 폐 콘크리트 중간 원료의 수분을 탈수하는 탈수기(08)로 구성된 쏘팅장치;와
상기 중간 원료를 탈수 후 2차 압축식으로 파쇄하는 파쇄기(10)인 콘크러셔 또는 더블조 크러셔;와
상기 단계에서 2차 파쇄된 것을 휘더(11)로 B6 벨트에 공급 운반하는 과정에 휀(F3)과 자선기(M3)로 이물질을 다시 제거하는 단계; 와
상기 단계에서 2차 파쇄되고 3차 휀(F3) 및 자선기(M3)로 작은 이물질과 자성물질을 제거한 후 투입하여 압축 및 전단압축 마쇄 박리하는 U.S. 롤러 밀(12); 과 중간 배출 변환 댐퍼.
상기 단계에서 마쇄 박리된 것을 상단은 20mm 내지 25mm 스크린과, 하단은 4mm 내지 6mm의 스크린이 장착되고 살수(撤水)장치가 된 2단 습식 진동 스크린에 투입 거르는 2단 습식 진동 스크린(13);장치와
상기 단계에서 걸러서 스크린 상단에 잔류 통과한 것은 U.S. 롤러 밀(12)에 재 투입 재처리하고 하단에 잔류하여 통과한 입자의 것을 풍력으로 이물질을 한번 더 제거는 4차 휀(F3);장치와
상기 4차 휀으로 이물질이 제거된 것을 재생 조골재 제품으로 배출하고, 습식 스크린 하단을 통과한 4mm 내지 6mm 이하 0mm의 슬러리 상태의 것을 이송하여 분급 재생 세골재 제품으로 분급하는 멀티플 크라시 파이어 분급기(14); 와
상기 단계에서 이송된 6mm이하 입자의 슬러리 상태의 모래와 탁수를 멀티플 크래시 파이어 분급기(14)로 슬러리 탱크내의 나선형 스크류로 조립자들을 버켓휠 쪽으로 이동시켜서 분급점 150 메쉬 내지 200메쉬로 하여 버켓휠로 재생 모래를 건저서 탈수 하여 재생 세골재로 배출하는 탈수기(15);와
상기 분급 과정에서 발생하는 슬러지 탁수는 스크류로 뒤집어서 미세 이물질을 부유케 하여 슬러지 탁수와 같이 슬러리탱크 후미의 배출구를 통하여 슬러지를 집수 이송하는 집수조 및 펌프장치(16); 와
상기 단계에서 이송된 슬러지 탁수에 응집제를 자동조절기(21)로 응집제를 투입 교반 반응시켜 슬러지를 응집 농축하는 시크나(17); 와
상기 단계에서 농집 슬러지를 파이프로 이송하여 저장하는 저장조(19); 와
상기 단계에서 저장된 농축 슬러지를 일정량씩 인출하여 탈수하여 케이크로 만드는 필터프레스(20); 와
상기 단계의 필터프레스(20)의 탈수과정에서 여과된 물과, 시크나(17)에서 정화된 물을 회수하여 재사용할 수 있게 하는 보충수 탱크(18); 와
상기 전단계의 주요 기계와 장비를 자동 콘트롤하는 장치가된 콘트롤 룸;과
상기 각 기계와 장치를 연결하여 원료를 운송하는 복수개의 벨트 컨베이어를 포함하여 이루어진 건설 폐기물 처리 및 재생 골재 제조 기계와 장치를 구비하는 것을 특징으로 실시 하였다.
상기 본 발명의 방법 및 장치에 관한 실시예의 상세 설명과 같은 방법과 선행기술의 방법으로 시제품을 제조하여 물성 시험을 한 실시 예별 결과는 표1과 같다.
표1 실시예 시제품 물성시험 결과 표
〈실시 예1〉
상기 표1의 실시 예 1과 같이 폐 콘크리트를 1차 처리된 것을 선행기술과 같은 방법으로 임팩트에 단 3회 통과 처리 시키고 입도조절을 하지 않은 재생 세 골재의 물성시험결과 표건 비중2.41, 절건 비중 2.31이고 흡수율 4.27중량 %로 KS 기준치인 비중 2.5 이상, 흡수율 3중량 %이하를 만족 시키지 못하였다.
〈실시 예 2〉
상기 표1의 실시 예 2와 같이 폐 콘크리트를 1차 처리된 것을 선행기술과 같은 방법으로 임팩트에 3회 통과 처리하고 입도 조절한 재생 세 골재의 물성시험결과 표건 비중2.50, 절건 비중 2.42이고 흡수율 2.89주량 %로 KS 기준치인 비중 2.50 이상, 흡수율 3중량 %이하를 만족하고 있다.
〈실시 예 3〉
상기 표 1의 실시 예 3 에서와 같이 건설 폐기물을 본 발명과 같은 방법으로제조하고 특히 U.S. 롤러밀로 해쇄 와 마광 처리하고 입도 조절을 하지 않은 재생 세 골재의 물성시험결과 표건 비중2.45, 절건 비중 2.38이고 흡수율 3.25중량 %로 KS 기준치인 비중 2.50 이상, 흡수율 3중량 %이하의 자연골재 기준치에 약간 못미치는 결과로 검출되었다.
〈실시 예4〉
상기 표 1의 실시 예 4 에서와 같이 건설폐기물을 본 발명과 같은 방법으로 제조하고 특히 U.S. 롤러밀로 해쇄 와 마광 처리하고 입도 조절을 한 재생 세 골재의 물성시험결과 표건 비중2.51, 절건 비중 2.50이고 흡수율 1.89중량 %로 자연골재의 KS 기준치인 비중 2.50 이상, 흡수율 3중량 %이하를 만족시키는 시제품을 만들 수 있었다.
상술한 바와 같은 본 발명 재생 골재 제조방법 및 장치는 다음과 같은 이점을 가진다.
첫째, 연간 수 천만 톤씩 발생하는 건축 폐기물을 이용하여 부가 가치가 높은 재생 골재(재생 조골재 및 재생부순모래)를 제조하여 공급함으로서 건설폐기물을 유용 자원화하고 환경오염을 방지 할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 건설폐기물을 일반적으로 1차처리인 토분등 이물질 제거와 폐 콘크리트를 회수하여 40mm 이하로 파쇄하여 성토용 혼합골재로 만드는 1차처리 공정과 이것을 재차 처리하여 재생 조골재 및 세골재를 생산하는 2차처리 공정으로 나누어 처리하고 있으나 본 발명은 1차 및 2차 공정을 단일화하여 단순한 일관공정으로 부가가치가 높은 재생 골재를 생산함으로써 생산성향상과 원가절감을 할 수 있을 뿐아니라, 파쇄기 2개 이상 감소하여도 같은 효과를 거둘 수 있어 중복 시설방지와 시설비 감소로 재생 골재생산 플랜트의 시설비원가를 낮출 수 있고 운전 유지비 낭비를 방지함으로서 재생 골재 제조원가의 절감을 크게 할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 건축 폐기물에 함유되어 있는 불순물을 건식 및 습식과 풍력, 자력, 부력 등의 다양한 기법으로 이물질을 제거함으로써 양질의 레미콘용 재생골재를 생산할 수 있는 제조 공법을 제공하는 효과가 있다.
넷째, 3차에서 5차 파쇄의 3개의 파쇄기를 U.S. 롤러밀 1기로 대체할 수 있는 압축 및 전단압축 마쇄를 동시에 할 수 있어 파쇄 마광 및 박리를 중복으로 실시하지 않고 시멘트 탈과 골재의각을 제거 처리함으로서 시멘트 몰탈의 박리와 입형 개선 효과가 극대화 되어 재생 골재의 난제인 비중과 흡수율 문제를 해결 할 수 있다. 즉 재생 골재의 비중을 높여 주고 흡수율을 낮출 수 있어 인터록킹 및 시멘트 벽돌 제조 원료와, 레미콘 콘크리트 제조 혼합 원료로 적합한 재생 골재를 생산함으로서 고갈되어가는 건설자재를 원활하게 공급 할 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- a) 건설 폐기물에 폐 콘크리트, 토분, 철근등의 철재류, 폐목재, 플라스틱, 적벽돌, 폐 아스팔트조각, 비닐, 직물류조각 및 스치로폼등 다양한 이물질이 혼합되어 있는 것을 원료로 투입하는 호퍼(01) 와 진동 휘더(02)를 통하여 건식 스크린(03)에 공급하는 단계;b) 상기 a) 단계에서 공급된 원료를 상단은 100mm 내지 200mm 눈금과 하단은 20mm내지 50mm의 눈금을 가지는 2단 건식 진동 스크린(03)으로 토분을 1차 제거하는 단계;c) 상기 b)단계에서 스크린 상단에 잔류 통과하는 토분이 제거된 폐 콘크리트를 컨베어로 운반도중에 대형 이물질(폐목편, 아스팔트, 적벽돌, 직물류등)을 수선(手選)으로 제거하고 제1 압축식 파쇄기에 투입하는 단계;d) 상기 c)단계에서 1차 이물질이 제거되어 이송된 폐 콘크리트를 제1 압축식 파쇄기(04)인 조 크러셔로 파쇄하는 단계;e) 상기 d)단계에서 파쇄된 폐 콘크리트를 휘더(05)로 공급하는 과정에서 휀(F1)으로 2차 이물질을 제거하고 벨트자선기(M1)로 1차로 자성물질을 제거하는 단계;f) 상기 e) 단계에서 이물질이 제거된 것과 b)단계의 스크린 하단에 잔류통과한 것을 합하여 다시 10mm 내지 20mm 스크린망이 장착된 건식 스크린(06)으로 2차 토분을 제거하고 휀(F2)과 자력 선별기(Magnetic separator)(M2)로 3차로 이물질을 제거하는 단계;g) 상기 f) 단계에서 토분 및 자성물질 등 이물질이 제거된 것을 습식 이물질 제거기인 쏘팅기(Sorting)(07)에 투입하여 부유법으로 4차 이물질을 제거한 것을 탈수기(09)로 탈수 제거 폐기 하고, 폐 콘크리트는 탈수기(08)로 탈수 후 2차 압축식 파쇄기(10)에 투입하는 단계; 와 쏘팅 탈수과정에서 발생한 탁수들은 시크나로 보내어 다른 탁수와 같이 처리한다.h) 상기 g) 단계에서 쏘팅 처리되어 이송 것을 2차 압축식 파쇄기(10)인 콘크러셔 또는 더블 조를 사용하여 파쇄하는 단계;i) 상기 h) 단계에서 2차 파쇄된 것을 휘더(11)와 휀으로 이물질 제거 후 B6벨트에 공급 운반하는 과정에서 자선기(M3)로 3차 자성물질을 제거하고 3차 압축 및 전단압축 마쇄하는 U.S.롤러 밀(12)에 투입 해쇄(解碎) 및 마쇄(磨碎) 박리(剝離)하는 단계;와 중간 기계 고장시 변환 댐퍼로 중간 배출 하는 것을 더한다.j) 상기 i) 단계에서 파쇄 및 마쇄 박리된 것을 4차 자선기(M4)로 자성물질을 제거한 후 습식 진동 스크린의 눈금이 상단은 20mm 내지 25mm 스크린과, 하단은 4mm 내지 6mm의 스크린이 장착되고 살수(撒水)장치가 된 2단 습식 진동 스크린(13)으로 걸러서 스크린 상단에 잔류 통과한 것은 U.S. 롤러 밀(12)에 재투입 하여 재처리하고 하단에 잔류하여 통과한 입자의 것은 4차 휀(F4)이 풍력으로 이물질을 한번더 제거 한후 재생 조골재 제품으로 배출하는 단계;와k) 상기 j) 단계에서 습식 진동 스크린(13)하단의 크린을 통과한 4mm 내지 6mm 이하 0mm 까지의 입자의 슬러리 상태의 것을 멀티플 크래시 파이어(14)에 이송하여 분급하는 단계; 와l) 상기 k) 단계에서 이송된 6mm이하 입자의 슬러리 상태의 모래와 탁수를 멀티플 크래시 파이어 분급기(14)로 슬러리 탱크내의 나선형 스크류로 조립자들을 버켓휠 쪽으로 이동시켜서 분급점 150 메쉬 내지 200메쉬로 하여 버켓휠로 재생 모래를 건저서 탈수기(15)로 보내어 탈수하여 재생 모래 제품으로 배출하는 단계; 와m)상기 L) 단계에서 슬러지 탁수는 스크류로 뒤집어서 미세 이물질을 부유케 하여 슬러지 탁수와 같이 슬러리탱크 후미의 배출구를 통하여 슬러지 집수조 및 펌핑 장치(16)를 통하여 시크나(17)로 이송하는 단계;n) 상기 m)단계에서 시크나(17)에 이송된 슬러지 탁수에 응집제를 자동조절 투여기(21)로 응집제를 시크나(17)에 투입 교반 반응시켜 슬러지를 응집 농축하여 농집 슬러지로 만들어 슬러지 저장조(19)에 이송 저장 하는 단계; 와o) 상기 n) 단계에서 저장된 농축 슬러지를 일정량씩 인출하여 필터프레스(20)로 탈수하여 케이크로 만들어 폐기 처리하는 단계; 와p) 상기 o)단계의 필터프레스(20) 탈수과정에서 정화된 물과, 상기 n) 단계의 시크나(17)에서 정화된 물을 회수 보충수 탱크(18)에 저장 재사용 하는 단계; 와r) 상기 시스템 전체의 주요 기계와 장비들을 자동 콘트롤하는 콘트롤 룸을 포함 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 재생 골재 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서 U.S. 롤러 밀을 사용함으로서 충격 및 압축 마찰력을 동시에 가하여 원형에 가까운 마쇄를 함으로서 양질의 입형과 시멘트 몰탈을 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 재생골재를 제조하는 것을 특징으로 한다.
- 청구항 1항의 목적을 달성하기위한 본 발명의 건설 폐기물을 이용하여 재생 골재를 제조하는 기계와 장치는 도2 및 도3의 공정 계통도와 같이 제조하는 시스템의 기계와 장비를 상세 설명하면 건설폐기물의 원료를 투입 저장 공급하는 호퍼(01) 및 진동 휘더(02); 와상기 진동 공급기(02)로부터 공급된 원료를 상단은 100mm 내지 200mm 눈금과 하단은 20mm내지 50mm의 눈금을 가지는 2단 건식 진동 스크린으로 토분을 1차 제거하는 건식 스크린(03)장치; 와상기 건식 스크린에서 토분이 제거된 폐 콘크리트를 컨베어로 운반도중 수선(手選)으로 대형 이물질을 제거한 후 1차로 파쇄하는 압축식 파쇄기인 조크러셔(04); 와상기 파쇄된 폐 콘크리트를 벨트에 공급하는 휘더(05)와 공급하는 과정에서 풍력으로 2차 이물질을 제거하는 휀(F1)과 자성물질을 제거하는 벨트자선기(M1);와상기 벨트자선기(M1)로 이물질이 제거된 것과 건식 스크린(03) 하단에 잔류통과한 것을 합하여 다시 2차 토분을 제거하는 제2 건식 스크린(06);과상기 건식 스크린(06)으로 걸러진 것을 2차로 풍력과 자력으로 자성 물질을 제거하는 휀(F2)과 자력 선별기(Magnetic separator)(M2); 와상기 토분 및 자성물질 등 이물질이 제거된 것을 습식 이물질 제거기인 쏘팅기(Sorting)(07)에 투입하여 습식 부유기법으로 이물질을 제거한 것을 탈수하는 탈수기(09);와 습식으로 이물질이 제거된 폐 콘크리트 중간 원료의 수분을 탈수하는 탈수기(08)로 구성된 쏘팅장치;와상기 중간 원료를 탈수 후 2차 압축식으로 파쇄하는 파쇄기(10)인 콘크러셔 또는 더블조 크러셔;와상기 단계에서 2차 파쇄된 것을 휘더(11)로 B6 벨트에 공급 운반하는 과정에 휀(F3)과 자선기(M3)로 이물질을 다시 제거하는 단계; 와상기 단계에서 2차 파쇄되고 3차 휀(F3) 및 자선기(M3)로 작은 이물질과 자성물질을 제거한 후 투입하여 압축 및 전단압축 마쇄 박리하는 U.S. 롤러 밀(12); 과 중간 기계 고장시 변환 댐퍼로 중간 배출 장치를 더한다.상기 단계에서 마쇄 박리된 것을 상단은 20mm 내지 25mm 스크린과, 하단은 4mm 내지 6mm의 스크린이 장착되고 살수(撒水)장치가 된 2단 습식 진동 스크린에 투입 거르는 2단 습식 진동 스크린(13);장치와상기 단계에서 걸러서 스크린 상단에 잔류 통과한 것은 U.S. 롤러 밀(12)에 재 투입 재처리하고 하단에 잔류하여 통과한 입자의 것을 풍력으로 이물질을 한번 더 제거는 4차 휀(F3)장치; 와상기 4차 휀으로 이물질이 제거된 것을 재생 조골재 제품으로 배출하고, 습식 스크린 하단을 통과한 4m 내지 6mm 이하 0mm의 슬러리 상태의 것을 이송하여 분급 재생 세골재 제품으로 분급하는 멀티플 크라시 파이어 분급기(14); 와상기 단계에서 이송된 6mm이하 입자의 슬러리 상태의 모래와 탁수를 멀티플크래시 파이어 분급기(14)로 슬러리 탱크내의 나선형 스크류로 조립자들을 버켓휠 쪽으로 이동시켜서 분급점 150 메쉬 내지 200메쉬로 하여 버켓휠로 재생 모래를 건저서 탈수 하여 재생 세골재로 배출하는 탈수기(15);와상기 분급 과정에서 발생하는 슬러지 탁수는 스크류로 뒤집어서 미세 이물질을 부유케 하여 슬러지 탁수와 같이 슬러리탱크 후미의 배출구를 통하여 슬러지를 집수 이송하는 집수조 및 펌프장치(16); 와상기 단계에서 이송된 슬러지 탁수에 응집제를 자동조절기(21)로 응집제를 투입 교반 반응시켜 슬러지를 응집 농축하는 시크나(17); 와상기 단계에서 농집 슬러지를 파이프로 이송하여 저장하는 저장조(19); 와상기 단계에서 저장된 농축 슬러지를 일정량씩 인출하여 탈수하여 케이크로 만드는 필터프레스(20); 와상기 단계의 필터프레스(20)의 탈수과정에서 여과된 물과, 시크나(17)에서 정화된 물을 회수하여 재사용할 수 있게하는 보충수 탱크(18); 와상기 전단계의 주요 기계와 장비를 자동 콘트롤하는 장치가된 콘트롤 룸;과상기 각 기계와 장치를 연결하여 원료를 운송하는 복수개의 벨트 컨베어를 포함하여 이루어진 건설 폐기물 처리 및 재생 골재 제조 기계와 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
- 청구항 3항에 있어서 U. S.롤러밀(Ultra sand roller mill)(12)은 종래의 골재 제조에 사용하지 않은 세로운 신기계로서 그 구조와 기능을 설명하면 도 5 와같이 원료투입 슈트(101)와 압축 파쇄와 전단압축 및 마찰력으로 압쇄와 마쇄하는 2개 내지 3개의 타이어 형의 롤러(102)와 이를 지지압축하며 회전하는 라이너가된 테이블(103)과 롤러에 압축력을 가하는 유압식 또는 스프링식 압축 암(104)과 테이블을 지지하고 돌리면서 냉각 시키는 환상유압 실린더(105)와 이 유압식 실린더는 유압식 압축 암을 사용 할 시는 테이블 지지와 실린더 냉각 장치 역할을 하게끔 설계된다. 테이블을 회전시키는 버티칼 샵트(Bertical shaft)(106)와 버티칼 샵트를 구동시키는 전동기 모터(107)와 구동 속도를 감속시키는 감속기(108)와 파쇄물이 배출되는 배출 슈트(109)와 유압장치인 유압기(110)로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐 콘크리트를 이용한 재생 골재 제조 장치.
- 청구항 3항에있어 이물질 제거용 쏘팅기(07)는 도4와 같이 구조를 상세 설명하면 벨트 컨베어에서 떨어지는 원료가 이탈하지 않도록 하는 가이드 장치(301)와 이물질 제거장치에 물이 채워진 탱크(300) 내에 2m 내외의 광폭을 가지고 원료의 수중운송 중 미끄러지지 않게 설계된 광폭 벨트 컨베어에(302) 원료가 떨어지면 가벼운 이물질은 물위로 부상하게 되고 원료는 컨베어(302)를 타고 탈수기(08)로 이송 탈수되며, 부상된 이물질은 탁수와 같이 후미로 이동 이물질 제거 장치(304)에 의하여 제거 탈수기(09)로 탈수되고, 조업으로 인한 탁수 및 와류에 의하여 침전되는 세 입자의 침전물은 역회전 하면서 탱크철판을 쓸어 올리는 벨트제거기(303)로 연속 제거하여 탈수된 탁수와 합하여 시크나(17)로 이송하거나 또는 탈수기(08)에 투입 상부 컨베어(302)로 이송한 것과 합하여 진동기(305)의 가진력에 의하여 역구배로된 탈수 스크린에 잔류 통과하면서 탈수가 이루어진 것은 다음 단계인 압축 파쇄기(10)에 투입하고 탈수된 탁수는 벨트 제거기(303)의 슬러지와 합하여 시크나(17)로 이송하여 멀티플 분급기(14)의 슬러지와 같이 응집 침전 처리하는 것을 특징으로 하는 이물질 습식 제거 장치.
- 청구항 3항에있어 멀티플 크래시 파이어(14)는 도 9 와 같이 습식진동스크린(13)을 통과한 슬러리(모래와 슬러지가 포함된 탁수)가 유입되는 슬러리 탱크(501)와 슬러리중의 모래를 일 방향으로 이동시키며 뒤집어주어 이물질을 부상 하게하는 스크루(502)가 내장된 슬러리탱크(501)와, 상기 스크루(502)로 이동된 모래를 버켓휠(Bucket Wheel)(503)로 건져 올려서 진동기(504)로 탈수시키는 탈수기(17)와 상기 멀티플 크래시 파이어(16)로부터 부상된 이물질과 분급된 미분의 슬러리 탁수가 저장되는 탁수탱크(511)와, 상기 슬러리 탁수를 펌프(512)로 펌핑하여 시크나로 보내는 중간 조정조(514)를 구비한다. 본 멀티플 크래시 파이어는 이물질과 슬러지 탁수를 하이드로 사이크론을 거치지 않고 탁수탱크(511)를 통하여 시크나로 이송 처리 함으로서 미립자의 이물질 제거와 탁수를 동시에 처리하고 재생 세 골재의 미세입자조절을 할 수 있어 흡수율을 낮출 수 있는 특징이 있는 장치.
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