KR20050081018A - Method and apparatus for forming an artificial fine stone - Google Patents

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Abstract

본 발명은 치밀한 구조 및 우수한 기계적 강도를 갖는 인공 세골재의 성형 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 성형장치는 여러 가지 폐기물에 점토를 첨가하여 형성된 혼합체가 투입되는 진공 토련기, 진공토련기의 토출부에 장착되는 골재 성형용 몰드 및 골재 성형용 몰드에 밀착되는 회전형 롤러를 구비한다.The present invention relates to an apparatus and method for forming artificial fine aggregate having a compact structure and excellent mechanical strength. The molding apparatus includes a vacuum repeller in which a mixture formed by adding clay to various wastes, an aggregate molding mold mounted on the discharge part of the vacuum drill machine, and a rotary roller closely attached to the aggregate molding mold.

본 발명에 따르면, 골재 성형용 몰드 및 회전형 롤러 등을 통하여 각형의 형상과 치밀한 내부 조직을 갖는 성형체를 형성할 수 있으므로, 이러한 성형체로부터 제조되는 인공 골재의 기계적 강도를 크게 향상시킬 수 있는 동시에 골재의 흡수율도 현저하게 저하시킬 수 있다. 또한 혼합체를 건조시키는 건조 과정이 별도로 요구되지 않기 때문에 인공 세골재의 제조 공정을 단순화 시킬 수 있으며, 인공 세골재의 제조에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있다.According to the present invention, a molded body having a square shape and a dense internal structure can be formed through an aggregate molding mold, a rotary roller, or the like, so that the mechanical strength of the artificial aggregate manufactured from such a molded product can be greatly improved and aggregate The water absorption can also be significantly reduced. In addition, since the drying process of drying the mixture is not required separately, the manufacturing process of artificial fine aggregate can be simplified, and the cost required for manufacturing artificial fine aggregate can be greatly reduced.

Description

인공 세골재의 성형 장치 및 방법 {Method and Apparatus for Forming an Artificial Fine Stone} Forming apparatus and method of artificial fine aggregate {Method and Apparatus for Forming an Artificial Fine Stone}

본 발명은 인공 세골재의 성형 장치 및 성형 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 치밀한 구조를 가짐으로서 우수한 기계적 강도를 구현할 수 있는 인공 세골재의 성형 장치 및 성형 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molding apparatus and a molding method of artificial fine aggregate, and more particularly, to a molding apparatus and a molding method of artificial fine aggregate, which can realize excellent mechanical strength by having a dense structure.

일반적으로 경량 골재란 KSF 2505(골재의 단위무게 시험방법)에 규정된 바에 따르면 약 0.8~1.2tonf/m3 정도의 단위 중량을 가지는 골재를 말하며, 이러한 경량 골재는 크게 자연산 골재와 인공 골재로 구분되지만, 우리나라의 경우에는 사용 가능한 형태의 대량의 자연산 경량 골재는 거의 기대할 수 없는 헝편이며, 인공 경량 골재를 대량 생산하는 것은 아직 수요에 부응하고 있지 못하는 상태이다.Generally, lightweight aggregate refers to aggregate having unit weight of about 0.8 ~ 1.2tonf / m 3 as prescribed in KSF 2505 (Unit weight test method of aggregate), and these lightweight aggregates are classified into natural aggregates and artificial aggregates. However, in the case of Korea, a large amount of natural lightweight aggregates that can be used is almost unexpected, and mass production of artificial lightweight aggregates is not yet in line with demand.

대체로 인공 골재는 팽창성 혈암, 팽창성 점토, 플라이 애쉬(fly ash) 등을 주 원료로 하여 제조되며, 외양이 깨끗하고, 강도가 강하며, 내구성이 우수한 조건을 만족해야 한다. 또한 인공경량 골재는 적당한 입도 및 단위 중량을 가져야 하는 동시에 콘크리트 및 강재에 나쁜 영향을 주는 유해 물질을 함유해서는 안되며, 제조공정에 따른 품질의 변동이 작아야 한다.As a general rule, artificial aggregates are manufactured using expandable shale, expandable clay, and fly ash as the main raw materials, and have to satisfy conditions that are clean in appearance, strong in strength, and excellent in durability. In addition, artificial lightweight aggregates must have a suitable particle size and unit weight, and must not contain harmful substances that adversely affect concrete and steel, and the quality variation according to the manufacturing process should be small.

현재, 각종 산업 현장에서 발생하는 플라이 애쉬, 페이퍼 애쉬(paper ash), 슬러지(sludge) 또는 소각 폐기물 등과 같은 폐기물을 재활용하여 경량 골재를 제조하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러한 연구의 결과로서 국내 공개 특허 제 1999-88360호에는 건조 비중을 제어하여 저 비중의 인공 경량 골재를 제조하는 방법이 개시되어 있다.At present, studies are being actively conducted to manufacture lightweight aggregates by recycling waste such as fly ash, paper ash, sludge or incineration waste generated in various industrial sites. As a result of such research, Korean Laid-open Patent No. 1999-88360 discloses a method of manufacturing artificial lightweight aggregate of low specific gravity by controlling the specific gravity of drying.

상기 인공 경량 골재의 제조 방법에 따르면 먼저 석탄재, 규사, 규산 등의 규산질 원료와 생석회, 소석회나 시멘트 등의 석회질 원료를 혼합하거나 혼합한 다음 분쇄하고, 이어서 물을 첨가하여 슬러리(slurry)화 시킨 후, 주형에 주입하여 양생시킨다. 주형 내에서 반 가소성 상태로 경화된 생 케이크를 메쉬에 의해 압출하면서 길이 방향으로 절단하거나 파단한 다음, 이를 팬 펠리타이저(pan pelletizer)나 드럼등의 전동 제립기로 전동시키면서 모따기를 하는 동시에 골재의 표면을 치밀화시킨다.According to the manufacturing method of the artificial lightweight aggregate, first, the siliceous raw materials such as coal ash, silica sand, silicic acid and the like, or the lime raw materials such as quicklime, slaked lime or cement are mixed or mixed and then pulverized, and then slurryed by adding water. , Inject into the mold to cure. In the mold, the raw cake cured in a semi-plastic state is cut or broken in the longitudinal direction while being extruded by a mesh, and then chamfered while being driven by an electric granulator such as a pan pelletizer or a drum. Densify the surface.

또한, 국내공개특허 2003-0093008에 개시된 인공골재의 성형장치 및 성형 방법에 따르면 여러 가지 폐기물에 점토를 첨가하여 형성된 혼합체를 진공 토련기에서 토련성형하면서 진공 토련기 토출부에 다공의 몰드를 부착하여 실린더 형태의 성형체를 토출하면서 회전형 절단기로 원하는 크기로 절단하여 인공 골재 성형체를 제조한다.In addition, according to the molding apparatus and molding method of the artificial aggregate disclosed in Korean Patent Publication No. 2003-0093008, while forming a mixture formed by adding clay to various wastes in a vacuum refining machine, attaching a porous mold to the discharge of the vacuum refining machine The artificial aggregate molded body is manufactured by cutting to a desired size with a rotary cutter while discharging the molded body in a cylindrical shape.

전술한 바와 같이, 플라이 애쉬, 제지 슬러지 소각재, 각종 슬러지 등의 여러 가지 폐기물을 이용하여 경량골재를 제조하는 방법에 대하여 많은 문헌들이 있지만, 실제로는 대다수의 경량골재가 실용화되지 못하고 있으며 이러한 폐기물을 이용하여 제조되는 인공 경량골재가 실용화되지 못하고 있는 이유로는 크게 다음과 같은 원인을 들 수 있다. 먼저, 경량 골재의 생산 단가가 너무 높기 때문에 경제성을 만족시키지 못하는 것이 가장 큰 원인이며, 다음으로는 제조된 경량 골재가 기계적 강도와 흡수율 등의 경량 골재로서 요구되는 특성이 우수하지 못하기 때문이다.As mentioned above, there are many literatures on how to produce lightweight aggregates using various wastes such as fly ash, paper sludge incineration ash, and various sludges, but in reality, most of the lightweight aggregates have not been put to practical use. The reason why the artificial lightweight aggregate is not commercialized is largely as follows. First, the production cost of the light weight aggregate is so high that it is the biggest cause is not satisfying the economics, and the next is because the produced light weight aggregate is not excellent in the properties required as light weight aggregate, such as mechanical strength and water absorption.

또한, 인공 경량 골재의 제조에 필요한 성분들을 인위적으로 조합하여 사용하는 경우에는, 원료의 가격도 고가이지만, 경량 골재를 구성하는 각 성분들을 균일하게 혼합하기가 매우 어려운 문제가 있다.In addition, when artificially combining the components required for the production of artificial lightweight aggregate, the price of the raw material is expensive, but there is a problem that it is very difficult to uniformly mix each component constituting the lightweight aggregate.

상술한 인공 경량 골재의 제조 방법(국내공개특허 제 1999-88360호)에 있어서, 소성의 각도로 기울어진 회전 원판 위에 건조된 원료 분말과 물방울을 연속적으로 공급함으로서 구형의 성형체를 제조하는 회전형 성형기인 펠레타이저가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 경량 골재를 제조하기 위하여 특정 발포 성분을 점토와 혼합하는 경우에는, 균일한 혼합을 위해서는 습식 혼합 공정이 요구되는데 이 경우 종래의 성형기를 이용하기 위해서는 혼합체의 건조 공정이 반드시 요구되어 골재의 제조에 소요되는 시간과 비용이 상승하게 된다.In the above-described manufacturing method of artificial lightweight aggregate (Korean Patent Laid-Open Patent No. 1999-88360), a rotary molding machine for producing a spherical molded body by continuously supplying dried raw material powder and water droplets on a rotating disc inclined at a firing angle. In-pelletizers are generally used. However, in the case of mixing a specific foam component with clay in order to produce a lightweight aggregate, a wet mixing process is required for uniform mixing. In this case, a drying process of the mixture is required to use a conventional molding machine, so that the aggregate is manufactured. The time and cost will increase.

또한 기존의 회전형 성형기로 제조된 성형체는 내부에 커다란 기공과 상호 연결되는 다수의 기공들이 형성됨으로서 이와 같은 성형체로부터 제조되는 인공 골재의 기계적 강도가 저하된다는 문제점을 갖고 있다.In addition, the molded body manufactured by the conventional rotary molding machine has a problem in that the mechanical strength of the artificial aggregate produced from such a molded body is reduced by forming a plurality of pores interconnected with large pores therein.

그리고 국내공개특허 2003-0093008호의 인공골재 성형 방법은 6mm이상의 중골재 이상의 크기는 매우 효과적인 방법이나, 2~4mm의 세골재를 성형할 때는 진공 토련기 토출부에 부착된 몰드의 구멍이 쉽게 막혀 성형 효율이 매우 나쁘다는 단점이 있다.The artificial aggregate molding method of Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0093008 is a very effective method for the size of heavy aggregates of 6 mm or more. This is very bad.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점을 개선하고자 예의 노력한 결과, 회전형 롤러를 이용함으로서 원료의 건조 공정이 요구되지 않으면서도 치밀한 미세구조를 가짐으로서 높은 기계적 강도를 갖는 각형의 인공 세골재를 제조하는 것이 가능하다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to improve the problems of the prior art. As a result, by using a rotary roller, the artificial fine aggregate having a high mechanical strength is produced by having a dense microstructure without requiring a drying process of raw materials. It was confirmed that this is possible to complete the present invention.

본 발명의 목적은 2~4mm의 인공 세골재를 성형하기 위하여 회전형 롤러를 이용하여 형성된 각형의 성형체로부터 인공 세골재를 제조함으로서 원료의 건조 공정이 요구되지 않으면서도 치밀한 미세구조를 가짐으로서 높은 기계적 강도를 갖는 각형의 인공 세골재를 제조하기 위한 인공 세골재의 성형 장치 및 성형 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to produce artificial fine aggregate from a rectangular shaped body formed by using a rotary roller to mold 2 ~ 4mm artificial fine aggregate, thereby having a high mechanical strength by having a fine microstructure without requiring a drying process of raw materials. The present invention provides a molding apparatus and a molding method for artificial fine aggregate having a rectangular artificial fine aggregate.

본 발명의 다른 목적은 습식 공정을 이용하면서도 공정을 단순화하여 인공 세골재의 제조에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 인공 세골재의 성형 장치 및 성형 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a molding apparatus and a method for forming artificial fine aggregate, which can greatly reduce the time and cost required to produce artificial fine aggregate by simplifying the process while using a wet process.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 슬러지 소각재, 석탄회, EAF 더스트, 생활 폐기물 소각재 및 하수오니 소각재에 점토를 첨가하여 형성된 혼합체가 투입되는 진공 토련기; 원형의 플레이트(105)에 다수 홈들(110, 115)이 형성되어 있고, 상기 진공 토련기의 토출부에 장착되어 1차 성형체를 형성하는 골재 성형용 몰드(100); 및 실린더 형상의 몸체(205), 상기 몸체(205)의 내부에 회전 가능하게 장착되는 지지 플레이트(210) 및 상기 몸체(205)의 외부에 부착된 4~6mm의 그물망(210)을 포함하여 구성되고, 상기 골재 성형용 몰드에 밀착되는 회전형 롤러(200)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공 세골재의 성형장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is vacuum sludge injecting a mixture formed by adding clay to the sludge incineration ash, coal ash, EAF dust, municipal waste incineration ash and sewage sludge ash; A plurality of grooves (110, 115) are formed in the circular plate (105), the aggregate forming mold (100) which is mounted to the discharge portion of the vacuum refining machine to form a primary molded body; And a cylindrical body 205, a support plate 210 rotatably mounted inside the body 205, and a 4 to 6 mm mesh 210 attached to the outside of the body 205. It provides a molding apparatus of artificial fine aggregate, characterized in that it comprises a rotary roller 200 in close contact with the mold for molding the aggregate.

본 발명에 있어서, 상기 세골재 성형용 몰드는 2~4mm의 박판형의 홀이 형성된 원형 플레이트의 형상을 가는 것이 바람직하고, 상기 회전형 롤러는 실린더형의 몸체, 상기 몸체의 외부에 장착되는 4~6mm의 그물망으로 구성된다.In the present invention, the fine aggregate molding mold is preferably in the shape of a circular plate formed with a plate-shaped hole of 2 ~ 4mm, the rotary roller is a cylindrical body, 4 to 6mm mounted to the outside of the body It is composed of a net.

본 발명은 또한, 인공 세골재의 성형장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 슬러지 소각재, 석탄회, EAF 더스트, 생활 폐기물 소각재 및 하수오니 소각재로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 물질과 점토로부터 인공 세골재를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing artificial fine aggregates from clay and one or more materials selected from the group consisting of sludge incinerator, coal ash, EAF dust, municipal waste incinerator and sewage sludge incinerator, characterized by using an apparatus for forming artificial fine aggregate. to provide.

본 발명에 있어서, 상기 인공 세골재를 제조하는 방법은 제지 슬러지 소각재, EAF 더스트, 석탄회, 생활 폐기물 소각재 및 하수오니 소각재로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 물질에 점토를 첨가하여 혼합체를 제조하고, 상기 혼합체를 필터 프레싱하여 케이크를 형성한 다음, 상기 케이크를 진공 토련기에 투입하여 압출하고, 상기 진공 토련기의 토출부에 장착된 성형용 몰드(100)를 통하여 박판의 형상을 갖는 제1성형체를 형성하는 단계와, 상기 제1성형체를 소정의 크기로 각인하고, 상기 각인된 성형체를 회전형 롤러(200)로 회전시켜 각형의 제2성형체를 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the method for producing artificial fine aggregate is a mixture by manufacturing clay to at least one material selected from the group consisting of paper sludge incineration ash, EAF dust, coal ash, municipal waste incineration ash and sewage sludge ash, and the mixture Press to filter the cake to form a cake, and then extrude the cake by injecting the cake into a vacuum molder to form a first molded body having a shape of a thin plate through the molding mold 100 mounted on the discharge part of the vacuum driller. And stamping the first molded body to a predetermined size, and rotating the stamped molded body with the rotary roller 200 to form a second molded body having a square shape.

본 발명에 따르면, 습식 혼합 공정을 통하여 여러 가지 폐기물들을 적절하게 조합한 다음, 진공 토련기, 성형용 몰드 및 회전형 롤러들을 통하여 각형의 형상과 치밀한 내부 조직을 갖는 성형체를 형성할 수 있다. 따라서 이러한 성형체로부터 제조되는 인공 세골재의 기계적 강도를 크게 향상시킬 수 있으며 골재의 흡수율도 현저하게 저하시킬 수 있다. 또한 성형체를 건조시키는 건조 과정이 별도로 요구되지 않기 때문에 인공 세골재의 제조공정을 단순화 시킬 수 있으며, 인공 세골재의 제조에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있다.According to the present invention, various wastes may be properly combined through a wet mixing process, and then a molded body having a rectangular shape and a dense internal structure may be formed through a vacuum grinder, a molding mold, and a rotary roller. Therefore, the mechanical strength of the artificial fine aggregate produced from such a molded article can be greatly improved, and the absorption rate of the aggregate can be significantly reduced. In addition, since the drying process for drying the molded body is not required separately, the manufacturing process of artificial fine aggregate can be simplified, and the cost required for manufacturing artificial fine aggregate can be greatly reduced.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 골재의 성형 장치 및 성형 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a molding apparatus and a molding method of the artificial aggregate according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 인공 세골재의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 먼저 하수오니 소각재, 석탄회, EAF 더스트, 생활 폐기물 소각재 또는 제지 슬러지 소각재를 단독 또는 두가지 이상의 성분을 점토와 함께 적절한 비율로 조합하여 인공 골재의 조성에 적합한 조합을 만든다.Figure 1 shows a process diagram for explaining the manufacturing process of artificial fine aggregate according to the present invention. Referring to Figure 1, first, sewage sludge incineration, coal ash, EAF dust, municipal waste incineration ash or paper sludge incineration ash alone or two or more components in combination with clay in an appropriate ratio to make a suitable combination for the composition of artificial aggregate.

이 경우, 하수오니 슬러지 소각재는 많은 알칼리 및 알칼리토 성분과 인 성분 등과 같이 원료의 소성 시에 액상을 형성할 수 있는 성분과 발포에 필요한 유기 물질을 함유하고 있는 동시에 미량의 미연탄소 성분을 포함하기 때문에 인공골재의 제조에 필요한 각종 성분 모두 포함하게 된다.In this case, the sewage sludge incineration ash contains a small amount of unburned carbon components while containing a component capable of forming a liquid phase upon firing of raw materials and organic materials necessary for foaming, such as many alkali and alkaline earth components and phosphorus components. Therefore, it will include all the various components necessary for the manufacture of artificial aggregate.

그러나, 하수오니 슬러지 소각재 자체만으로는 필요한 유리질의 양과 발포 정도를 만족시키기 어렵기 때문에 하수오니 슬러지 소각재의 조성에 따라 필요한 성분을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 Fe2O3의 환원반응을 일으킬 수 있는 미연탄소 성분을 포함하는 성분으로는 석탄회, EAF 더스트, 제지 슬러지 소각재 등이 있으며 이러한 성분들을 각각의 역할에 따라 적절하게 조합한다.However, since it is difficult to satisfy the required amount of glass and the degree of foaming only by the sewage sludge incinerator itself, it is preferable to add necessary components according to the composition of the sewage sludge incinerator. In addition, components containing unburned carbon components that can cause a reduction reaction of Fe 2 O 3 include coal ash, EAF dust, paper sludge incineration ash, and these components are appropriately combined according to their respective roles.

본 발명에 따른 인공 골재를 제조하기 위한 조성물이 균일한 내부 기공 구조를 갖기 위해서는 유기 물질의 분해 반응과 Fe2O3의 분해 반응이 균일하게 일어나야 하며, 따라서 각각의 성분이 균일하게 혼합하는 것이 필요하다.In order for the composition for preparing the artificial aggregate according to the present invention to have a uniform internal pore structure, the decomposition reaction of the organic material and the decomposition reaction of Fe 2 O 3 must occur uniformly, and therefore, each component needs to be uniformly mixed. Do.

이어서, 조합된 성분들 및 점토를 습식 혼합 방법으로 혼합하여 혼합체를 형성한다. 이 경우, 인공골재가 균일한 기공 구조를 갖도록 하기 위하여 볼 밀(ball mill), 튜브 밀(tube mill) 내지 교반기 등을 이용하여 석탄회, EAF 더스트, 제지 슬러지 소각재, 하수오니 소각재 또는 생활 폐기물 소각재 등의 각종 성분들과 점토를 균일하게 혼합한다.The combined components and clay are then mixed by wet mixing to form a mixture. In this case, in order to ensure that the artificial aggregate has a uniform pore structure, a coal ash, EAF dust, paper sludge incineration ash, sewage sludge incineration ash, or municipal waste incineration ash, etc., using a ball mill, a tube mill, or a stirrer is used. Mix the various components of the clay with uniformly.

본 발명에 따른 인공 골재의 제조를 위한 습식 혼합 공정에 있어서, 적당량의 물에 원하는 조성으로 조합된 성분들이 첨가된 후 볼 밀, 튜브 밀 또는 교반기를 이용하여 충분히 혼합한다. 볼밀을 이용하는 경우에도 분쇄 효과보다는 혼합이 목적이므로 습식 혼합 공정을 약 1~5시간 정도 수행하여 혼합체를 형성하면 충분하다. 교반기를 이용하는 경우에는 각 폐기물 및 점토의 균일한 혼합을 위해서는 볼 밀의 경우보다 약 2~5시간 정도 더 긴 시간이 요구된다.In the wet mixing process for the production of artificial aggregates according to the invention, the ingredients are added to the desired amount in combination with the desired composition and then mixed sufficiently using a ball mill, tube mill or stirrer. Even in the case of using a ball mill, since the mixing is aimed rather than the grinding effect, it is sufficient to perform the wet mixing process for about 1 to 5 hours to form a mixture. When using a stirrer, a uniform mixing of each waste and clay requires about 2 to 5 hours longer than that of a ball mill.

다음에, 상기 혼합체를 필터 프레스(filter press) 단계를 거쳐 혼합체 내부의 수분을 제거함으로서 필터 케이크(fiter cake)를 형성한 후, 에이징(aging)과정을 통하여 상기 필터 케이크를 약 1~3일 동안 숙성함으로써, 상기 필터 케이크 내의 수분 분포를 균일하게 조절한다. 이러한 필터 프레싱(pressing)과정을 거친 필터 케이크는 약 20~25% 정도의 수분 함유량을 갖게 된다.Next, a filter cake is formed by removing moisture in the mixture through a filter press step, and then the filter cake is subjected to an aging process for about 1 to 3 days. By aging, the distribution of moisture in the filter cake is uniformly controlled. The filter cake, which has undergone such filter pressing, has a water content of about 20 to 25%.

상기 습식 혼합 공정을 통해 균일하게 혼합된 혼합체는 소성 공정시 성형체에 균열이 가거나 파손이 되는 것을 막기 위하여 혼합체 내부의 공기를 완전히 제거하기 위하여 정량 공급기와 컴베이어 벨트를 통해 약 1~3 HP정도의 모터 출력 및 약 80~135mm정도의 토출 구경을 가지는 진공 토련기로 공급되어 1차 성형된다. 이 때, 진공 토련기 내의 압력은 로터리 펌프를 이용하여 약 0기압에 가깝게 유지함으로서 혼합체 내부의 기공을 최소화한 치밀한 혼합체가 형성된다. 상기 진공 토련기 내에서 그 내부 구조가 치밀화된 혼합체는 진공 토련기의 토출부에 장착된 골재 성형용 몰드를 통과하면서 박판의 형상으로 1차 성형된다. The mixture uniformly mixed through the wet mixing process is about 1 to 3 HP through the metering feeder and the conveyor belt to completely remove the air in the mixture to prevent cracking or damage to the molded body during the firing process. It is supplied first to a vacuum forging machine having a motor output and a discharge aperture of about 80 to 135 mm, and is primary molded. At this time, the pressure in the vacuum refining machine is kept close to about 0 atm using a rotary pump to form a dense mixture which minimizes the pores inside the mixture. The mixture in which the internal structure is densified in the vacuum refining machine is primarily formed into a thin plate while passing through the aggregate molding mold mounted on the discharge part of the vacuum refining machine.

도 2는 본 발명에 따른 인공 세골재 성형장치의 골재 성형용 몰드에 대한 평면도이다. 도 2를 참조하면, 진공 토련기의 토출부에 장착되어 1차 성형체를 형성하는 골재 성형용 몰드(100)는 원형의 플레이트(105)에 다수의 홈(110)들이 형성된 형상을 가진다. 이 경우, 상기 홈(110)은 각각 2~4mm의 두께를 가지고, 그 길이 및 전체적인 개수는 혼합체의 가소성과 진공 토련기의 토출 용량에 의해 결정된다.Figure 2 is a plan view of the aggregate molding mold of the artificial fine aggregate molding apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 2, the aggregate molding mold 100 mounted on the discharge part of the vacuum refining machine to form a primary molded body has a shape in which a plurality of grooves 110 are formed in a circular plate 105. In this case, the grooves 110 each have a thickness of 2 to 4 mm, the length and the total number of which are determined by the plasticity of the mixture and the discharge capacity of the vacuum refining machine.

상기 골재 성형용 몰드(100)를 통하여 실린더 형상으로 배출되는 1차 성형체는 상기 골재성형용 몰드 (100)에 밀착되도록 장착된 회전형 롤러에 의해 2차 성형체로 성형된다.The primary molded body discharged in a cylindrical shape through the aggregate molding mold 100 is molded into a secondary molded body by a rotary roller mounted to be in close contact with the aggregate molding mold 100.

도 3은 본 발명에 따른 인공 세골재 성형장치의 회전형 롤러에 대한 개략적인 단면도를 도시한 것이고, 도 4는 회전형 롤러에 대한 평면도를 도시한 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 회전형 롤러(200)는 실린더 형상의 몸체(205), 상기 몸체(205)의 내부에 회전 가능하게 장착되는 지지 플레이트(210) 및 상기 몸체(205)의 외부에 부착되는 4~6mm의 그물망(215)을 구비한다는 것을 확인할 수 있다.Figure 3 shows a schematic cross-sectional view of the rotary roller of the artificial fine aggregate forming apparatus according to the present invention, Figure 4 shows a plan view of the rotary roller. 3 and 4, the rotatable roller 200 according to the present invention includes a cylindrical body 205, a support plate 210 and a body (rotatably mounted in the body 205). It can be confirmed that it has a mesh 215 of 4 ~ 6mm attached to the outside of the 205.

상기 회전형 롤러(200)는 진공 토련기의 토출부에 장착된 골재 성형용 몰드(100)에 밀착되어 박판 형상으로 성형된 1차 성형체를 회전형 롤러(200)가 회전하면서 박판의 1차 성형체 표면에 4~6mm의 그물망이 각인되며, 각인된 박판의 성형체는 회전되면서 각인된 부위에서 균열이 진행되어 2~4mm의 각형 세골재로 형상을 갖는 2차 성형체를 형성한다.The rotary roller 200 is in close contact with the aggregate molding mold 100 mounted on the discharge portion of the vacuum refining machine, and the primary molded body of the thin plate while the rotary roller 200 rotates the primary molded body formed into a thin plate shape. The mesh of 4-6 mm is stamped on the surface, and the molded body of the stamped thin plate rotates to form a secondary molded body having a shape with a square fine aggregate of 2-4 mm as the crack progresses at the stamped portion.

도 5는 종래의 회전 성형기를 이용하여 제조한 인공 골재의 단면사진을 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 인공 세골재 성형장치를 사용하여 성형한 인공 세골재의 단면사진을 나타낸 것이다.Figure 5 shows a cross-sectional picture of an artificial aggregate manufactured using a conventional rotary molding machine, Figure 6 shows a cross-sectional picture of an artificial fine aggregate molded using an artificial fine aggregate molding apparatus according to the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 종래의 성형기로부터 제조된 인공 골재는 큰 사이즈의 기공(pore)이 골재의 내부에 형성되거나 서로 연결되는 다수의 기공이 나타나는 등 그 내부 조직도 치밀하지 못하게 된다.As shown in FIG. 5, the artificial aggregate manufactured from a conventional molding machine is not dense in its internal structure such as a large size of pores formed in the aggregate or a plurality of pores connected to each other.

종래의 경우와 같이 치밀하지 않은 조직을 갖는 성형체를 소결하여 인공 골재를 제조할 경우에는 골재 내부에 존재하는 큰 사이즈의 기공 및 서로 연결된 기공들로 인하여 결국 골재의 기계적 강도가 크게 저하될 뿐만 아니라 골재의 흡수율이 지나치게 높아지는 문제점이 발생한다.In the case of manufacturing artificial aggregate by sintering a molded body having a dense structure as in the conventional case, due to the large size of pores and interconnected pores present in the aggregate, not only the mechanical strength of the aggregate is greatly reduced, but also aggregate A problem arises in that the absorptivity becomes too high.

이에 비하여, 본 발명에 따른 제2성형체는 미세한 기공이 균일하게 분포된 내부 구조를 가지는 동시에 외형도 거의 각형에 가까운 형상을 가진다(도 6). 따라서 본 발명에 따른 제 2성형체를 소결하여 수득되는 인공 세골재도 치밀한 내부 구성을 가짐으로써 기계적 강도가 크게 향상된 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, the second molded article according to the present invention has an internal structure in which fine pores are uniformly distributed and at the same time the external shape has a shape almost close to a rectangular shape (FIG. 6). Therefore, it was confirmed that the artificial fine aggregate obtained by sintering the second molded article according to the present invention had a dense internal configuration, thereby greatly improving mechanical strength.

한편, 상기 제2성형체를 로터리 킬른에 투입한 후, 소성하여 소결체를 형성하였다. 이때, 상기 로터리 킬른 내부의 최고 온도는 약 1000~1200℃ 정도로 유지하였으며, 상기 건조체는 로터리 킬른의 투입구로부터 로터리 킬른 내부의 최고 온도범위까지 약 1~4m/min 정도의 속도로 이동시켰다. 상기 로터리 킬른에 투입되는 건조체의 양은 로터리 킬른의 단면적을 기준으로 하여 약 10~20% 정도가 되도록 조절하였다.On the other hand, the second molded body was put into a rotary kiln, and then fired to form a sintered body. At this time, the maximum temperature inside the rotary kiln was maintained at about 1000 ~ 1200 ℃, the drying body was moved at a speed of about 1 ~ 4m / min from the inlet of the rotary kiln to the maximum temperature range inside the rotary kiln. The amount of the dry matter added to the rotary kiln was adjusted to about 10-20% based on the cross-sectional area of the rotary kiln.

종래의 습식 혼합 공정을 이용하여 인공 골재를 제조하는 경우에는 성형체가 적합한 수분 함량을 갖도록 하기 위하여 습식 혼합시에 투입된 수분을 증발시키는 건조 공정이 반드시 요구되었다.In the case of manufacturing artificial aggregate by using a conventional wet mixing process, a drying process for evaporating the water added during wet mixing is required in order to have a suitable moisture content.

그러나 본 발명에서와 같이 회전형 롤러를 통하여 1차 성형체를 각인하면서 동시에 이를 회전시켜 각형의 2차 성형체를 제조할 경우에는 2차 성형체의 수분함량을 조절하기 위한 별도의 건조 공정이 요구되지 않기 때문에 인공 골재의 제조 공정을 간략화 할 수 있을 뿐만 아니라, 골재의 제조비용을 현저하게 절감할 수 있다.However, when the primary molded body is stamped and rotated at the same time through the rotary roller as in the present invention, when manufacturing the rectangular secondary molded body, a separate drying process for controlling the moisture content of the secondary molded body is not required. In addition to simplifying the manufacturing process of artificial aggregate, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost of aggregate.

마지막으로, 소성이 끝난 소결체를 냉각기를 이용하여 냉각시킴으로서 경량 세골재를 수득하였다. 이 경우, 상기 소결체는 냉각기를 통과하면서 약 400~500℃정도의 온도로 서서히 냉각시켰다.Finally, the lightweight sintered aggregate was obtained by cooling the sintered body after baking using a cooler. In this case, the sintered compact was gradually cooled to a temperature of about 400 to 500 ° C. while passing through a cooler.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. Having described the specific part of the present invention in detail, it is obvious to those skilled in the art that such a specific description is only a preferred embodiment, thereby not limiting the scope of the present invention. something to do. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

본 발명에 따르면, 습식 혼합 공정을 통하여 여러 가지 폐기물들을 적절하게 조합한 다음 진공 토련기, 성형용 몰드 및 회전형 롤러 등을 통하여 각형의 형상과 치밀한 내부 조직을 갖는 2~4mm의 성형체를 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 성형체로부터 제조되는 인공 세골재의 기계적 강도를 크게 향상시킬 수 있으며, 세골재의 흡수율도 현저하게 저하시킬 수 있다. 또한, 성형체를 건조시키는 건조 과정이 별도로 요구되지 않기 때문에 인공 세골재의 제조 공정을 단순화시킬 수 있으며, 인공 세골재의 제조에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있다.According to the present invention, various wastes can be properly combined through a wet mixing process, and then a molded article having a rectangular shape and a dense internal structure can be formed through a vacuum drill machine, a molding mold, and a rotary roller. Can be. Therefore, the mechanical strength of the artificial fine aggregate produced from such a molded article can be greatly improved, and the absorption rate of the fine aggregate can also be significantly reduced. In addition, since the drying process for drying the molded body is not required separately, the manufacturing process of the artificial fine aggregate can be simplified, and the cost for manufacturing the artificial fine aggregate can be greatly reduced.

도 1은 인공 세골재의 제조과정을 설명하기 위한 공정도이다.1 is a process chart for explaining the manufacturing process of artificial fine aggregate.

도 2는 본 발명에 따른 인공 세골재 성형장치의 골재 성형용 몰드에 대한 평면도이다.Figure 2 is a plan view of the aggregate molding mold of the artificial fine aggregate molding apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 인공 세골재 성형장치의 회전형 롤러에 대한 개략적인 단면도이다.Figure 3 is a schematic cross-sectional view of the rotary roller of the artificial fine aggregate molding apparatus according to the present invention.

도 4는 인공 세골재 성형장치의 회전형 롤러에 대한 평면도이다.Figure 4 is a plan view of the rotary roller of the artificial fine aggregate molding apparatus.

도 5는 종래의 회전 성형기를 이용하여 제조한 인공 골재의 단면사진이다.5 is a cross-sectional photograph of an artificial aggregate manufactured using a conventional rotary molding machine.

도 6은 본 발명에 따른 인공 세골재 성형장치를 사용하여 성형한 인공 세골재의 단면사진이다.Figure 6 is a cross-sectional photograph of artificial fine aggregate molded using the artificial fine aggregate molding apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 골재 성형용 몰드 105: 원형 플레이트 110: 홈100: aggregate molding mold 105: circular plate 110: groove

200: 회전형 롤러 205: 실린더형 몸체200: rotary roller 205: cylindrical body

210: 지지 플레이트 215: 그물망210: support plate 215: netting

Claims (2)

슬러지 소각재, 석탄회, EAF 더스트, 생활 폐기물 소각재 및 하수오니 소각재에 점토를 첨가하여 형성된 혼합체가 투입되는 진공 토련기;A vacuum grinder to which a mixture formed by adding clay to sludge incinerator, coal ash, EAF dust, municipal waste incinerator and sewage sludge incinerator is introduced; 원형의 플레이트(105)에 다수의 홈(110)들이 형성되어 있고, 상기 진공 토련기의 토출부에 장착되어 1차 성형체를 형성하는 골재 성형용 몰드(100); 및A plurality of grooves 110 are formed in the circular plate 105, and the aggregate forming mold 100 is mounted to the discharge part of the vacuum refining machine to form a primary molded body; And 실린더 형상의 몸체(205), 상기 몸체(205)의 내부에 회전 가능하게 장착되는 지지 플레이트(210) 및 상기 몸체(205)의 외부에 부착된 4~6mm의 그물망(215)을 포함하여 구성되고, 상기 골재 성형용 몰드에 밀착되는 회전형 롤러(200)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공 세골재의 성형장치.It is configured to include a cylindrical body 205, the support plate 210 is rotatably mounted in the interior of the body 205 and the mesh 215 of 4 ~ 6mm attached to the outside of the body 205 , The apparatus for forming artificial fine aggregate, characterized in that it comprises a rotary roller 200 in close contact with the mold for molding the aggregate. 제1항의 인공 세골재의 성형장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 슬러지 소각재, 석탄회, EAF 더스트, 생활 폐기물 소각재 및 하수오니 소각재로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 물질과 점토로부터 인공 세골재를 제조하는 방법.A method for producing artificial fine aggregate from one or more materials selected from the group consisting of sludge incinerator, coal ash, EAF dust, municipal waste incinerator and sewage sludge incinerator, using the apparatus for forming artificial fine aggregate of claim 1.
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