KR20180074001A

KR20180074001A - 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20180074001A
Application number: KR1020160177618A
Authority: KR
Inventors: 김재형
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-07-03
Also published as: KR101885969B1

Abstract

본 발명은 소결용 결합재를 절출하는 정량절출장치의 선단부에서 폭방향으로 흘러내리는 결합재를 채취하는 샘플링 장치에 관한 것으로, 상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 정량절출장치의 선단부 아래에 위치하는 버킷부와, 상기 버킷부를 상기 정량절출장치의 선단부에서 좌우로 움직이도록 구동시키는 구동부 및 상기 버킷부의 좌우 이동속도를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 정량절출장치에서 흘러내리는 결합재를 상시 균일하게 채취할 수 있도록 상기 구동부를 제어하여 상기 버킷부의 좌우 이동 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치 및 그 방법을 제공한다.

Description

소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR COLLECTING SAMPLE OF BINDER FOR SINTERING ORE}

본 발명은 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소결 연료용으로 적합한 결합재의 적정입도 관리를 위해 정량절출장치에서 절출하는 과정에서 정량절출장치의 폭방향으로 상시 균일하게 결합재를 샘플링 할 수 있도록 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 소결광이 제조되는 과정은 일정 입도 이하의 분코크스가 저장조에 저장된 후 일정량씩 절출되면서 파세기와 선별기를 거쳐 미립자로 만들어지며, 소결을 위해 수송되는 과정에서 입도관리를 위해 샘플러에 의해 샘플링 된 후 원료빈에 저장되고 저장되어 있던 분코크스는 소결용 배합원료와 함께 혼합되어 소결기로 장입되게 된다.

장입된 혼합물은 점화로를 통과하는 소결대차에 의해 이동되면서 착화되어 유효화상거리를 이동하는 과정 중 소결됨으로써 소결광이 제조되게 된다.

이 때, 소결광 생산을 위해 빈에 저장된 원료, 부원료를 소정 비율로 절출하기 위해 정량절출장치가 사용되는데, 이러한 정량절출장치는 불출되는 원료의 무게를 전기적으로 측정하는 로드 셀에 의해 원료를 정량으로 절출할 수 있게 된다.

그리고 정량절출장치에 의해 절출되는 원료 및 부원료의 절출량 정도는 고로조업에서 요구하는 소결광의 품질, 생산량, 입도, 강도 등의 성분 변동 및 환경문제에 영향을 초래한다.

특히, 소결광 제조 시 열원이 되는 결합재의 입자를 정기적으로 샘플링하여 적정 입도를 확인하는 작업은 그 결과에 따라 파쇄 공정의 목표량을 다시 조정함으로써 최상의 결합재 입자를 유지하기 위한 중요한 작업이 된다.

그런데, 소결광 제조과정에서 사용되는 결합재는 상술한 바와 같이 입자가 작아서 수분 변화에 따른 영향을 심하게 받기 때문에 그에 따라 무게도 따라서 변하게 되어 무게를 이용하여 절출량을 결정하는 정량절출장치의 회전속도에 영향을 주게 된다. 즉, 결합재에 수분이 흡수되어 무게가 무거워지면 정량절출장치는 회전속도를 줄여서 절출되는 결합재의 양을 줄이게 되고, 반면 결합재에 흡수되는 수분이 적어 상대적으로 무게가 가벼워지면 정량절출장치는 회전속도를 증가시켜 절출되는 결합재의 양을 늘리게 되므로 실제 절출되는 결합재의 양은 정량이 절출되는 것이 아니라 주위 환경 변화에 따라 변동이 일어나게 된다. 그러므로 이러한 변동에 따라 절출되는 결합재를 샘플링 하는 양에도 변동이 생겨서 항상 균일한 양을 샘플링 하는 것이 어려워지고, 특히, 결합재가 흘러내리는 정량절출장치의 폭 방향으로 항상 균일한 양으로 결합재를 샘플링하기 어렵다는 문제점이 발생한다.

또한, 종래에는 소결 작업 공정 중 결합재의 샘플링 작업을 위해서 작업자가 직접 정량정출장치에 접근하여 결합재를 샘플링 한 다음 원료시험실에 배송하는 방법을 사용하였으나, 이러한 작업 방식은 작업자가 결합재의 샘플링을 위해서 정량절출장치의 안전펜스를 넘어가 채취작업을 하는 것과 같이 안전사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

때문에, 정량절출장치에서 실시간으로 절출되는 결합재의 입자를 정확하게 확인하기 위한 샘플링 작업에 있어서 결합재가 절출되는 정량절출장치의 선단부에서 정량절출장치의 폭 방향으로 흘러내리는 결합재 연료의 양이 변동되더라도 상시 균일하게 샘플링할 수 있고 작업자의 안전을 도모할 수 있도록 자동으로 샘플링 할 수 있는 장치 및 방법을 개발할 필요성이 있다.

관련선행기술로는 한국등록실용신안 제20-0191846호(등록일 2000. 05. 30.)가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 소결광 제조를 위한 결합재가 절출되는 정량절출장치의 선단부에 정량절출장치의 폭 방향으로 움직이며 자동으로 샘플링을 할 수 있는 장치를 장착함으로써 작업자의 안전을 도모하고 더하여 정량절출장치에서 절출되는 양에 따라 상기 샘플링 장치의 이동 속도를 제어함으로써 상시 균일한 양의 결합재를 샘플링 할 수 있는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치는, 소결용 결합재를 절출하는 정량절출장치의 선단부에서 폭방향으로 흘러내리는 결합재를 채취하는 샘플링 장치에 있어서, 상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 정량절출장치의 선단부 아래에 위치하는 버킷부와, 상기 버킷부를 상기 정량절출장치의 선단부에서 좌우로 움직이도록 구동시키는 구동부 및 상기 버킷부의 좌우 이동속도를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 정량절출장치에서 흘러내리는 결합재를 상시 균일하게 채취할 수 있도록 상기 구동부를 제어하여 상기 버킷부의 좌우 이동 속도를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 구동부는, 상기 정량절출장치의 선단부를 감싸는 후드와, 하부 종단에 상기 버킷부가 연결될 수 있도록 하는 암프레임 및 상기 후드 상부에 몸체가 결합되고 하부에는 상기 암프레임이 연결되어 상기 암프레임을 좌우로 구동시킬 수 있는 모터실린더를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 구동부는, 상기 모터실린더 측면에 몸체가 결합되고 내부에는 하나 이상의 베어링이 구비되어 모터실린더 지지축이 슬라이딩 되며 움직일 수 있게 하는 베어링부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 모터실린더는, 상기 후드의 폭만큼의 길이를 갖고 내부를 감싸는 함체 형상을 하여 상기 후드의 상부에 결합되는 모터실린더하우징과, 기둥 형상을 하고 상기 모터실린더하우징을 상하로 관통하도록 결합되되 상단은 돌출되고 하단은 상기 암프레임과 연결되는 지지축 및 상기 지지축이 좌우로 움직일 수 있도록 상기 모터실린더하우징 상부면에 좌우 방향으로 폭이 좁은 띠 모양의 개구부가 형성된 이동구간을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 모터실린더는 내부에 모터를 구비하여 상기 지지축을 상기 이동구간을 따라 움직이게 하고 그에 따라 상기 암프레임도 좌우로 움직일 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 버킷부는, 상부가 개방된 함체 형상의 몸체와, 상기 몸체의 좌우 면이 일정길이 연장되고 내측으로 일정각도 꺾인 넘침방지 덮개로 이루어지는 외부버킷과 상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 외부버킷 내부에 안착되도록 하는 샘플링버킷을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부는, 데이터를 저장하는 데이터저장유닛과 정량절출장치의 절출량을 계산하고 그에 따른 결합재 샘플링 속도를 제어하는 연산유닛 및 상기 데이터저장유닛과 연산유닛을 위한 신호를 외부와 송수신하는 통신유닛을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 연산유닛은, 결합재의 목표 파쇄량과 배합원료의 절출량을 수집한 후 서로 비교하여 정량절출장치의 절출량을 계산하고 그에 따른 결합재 샘플링 속도를 산출한 후 상기 샘플링 속도에 맞는 상기 버킷부의 좌우 이동에 대한 제어신호를 상기 모터실린더로 전송하여 상기 모터실린더의 구동속도를 제어함으로써 상시 균일한 양의 결합재를 샘플링 할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 소결용 결합재를 절출하는 정량절출장치의 선단부에서 폭방향으로 흘러내리는 결합재를 채취하여 샘플링 하는 방법은, 제어부의 데이터저장유닛이 단말부로부터 상기 결합재의 목표파쇄량을 전송받아 저장하는 목표값입력단계와, 제어부의 데이터저장유닛이 배합원료의 절출량을 전송받아 저장하는 비교값수집단계와, 제어부의 연산유닛이 상기 결합재의 목표파쇄량과 배합원료의 절출량을 비교하여 정량절출장치의 절출량을 계산하는 절출량계산단계 및 제어부의 연산유닛이 상기 정량절출장치의 절출량에 따라 샘플링 속도를 산출하여 전송하는 샘플링속도제어단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 샘플링속도제어단계는, 상기 제어부의 연산유닛이 정량절출장치의 회전속도와 배합원료의 절출량에 따라 상기 정량절출장치의 절출량을 계산한 후 그 에 따라 상기 버킷부에 담기는 결합재의 체적량을 계산하되 상기 결합재의 체적량이 상시 균일하게 되도록 샘플링 속도를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부의 연산유닛이 상기 산출된 샘플링 속도에 따른 버킷부의 좌우 이동속도를 계산한 후 모터실린더 제어신호를 생성하고 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 소결광 제조를 위한 결합재가 절출되는 정량절출장치의 선단부에 정량절출장치의 폭 방향으로 움직이며 자동으로 샘플링을 할 수 있는 장치를 장착하고 있기 때문에 결합재의 샘플링 작업을 위해 작업자가 직접 정량절출장치에 접근할 때 발생하는 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 정량절출장치에서 결합재가 수분 및 입자의 변동에 따라 절출되는 양이 달라지고 결합재의 절출되는 양의 변동에 따라 정량절출장치에서 이송 및 절출되는 결합재의 높이가 일정하지 않더라도 그에 따라 샘플링 장치의 이동 속도를 제어할 수 있기 때문에 정량절출장치의 폭방향으로 상시 균일한 양의 결합재를 샘플링 할 수 있어 소결광 제조 연료인 결합재의 입자 상태를 확인하는 작업 결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 구동부를 나타낸 사시도와 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 버킷부를 나타낸 사시도와 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 방법을 나타낸 순서도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

먼저, 소결공장에서 소결광 제조를 위한 결합재를 정량으로 절출하기 위해서 정량절출장치(10)가 결합재가 저장된 배합재료빈(20) 하부에 위치하여 상기 배합재료빈(20)에 저장된 결합재를 컨베이어에 실어 소정 비율로 절출하게 된다. 이 때, 절출되는 결합재의 품질을 확인하기 위해서 결합재 샘플링 작업이 필요하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치의 정면도로서, 소결용 결합재를 절출하는 정량절출장치(10)의 선단부에서 폭방향으로 흘러내리는 결합재를 채취하는 샘플링 장치는, 상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 정량절출장치(10)의 선단부 아래에 위치하는 버킷부(200)와, 상기 버킷부(200)를 상기 정량절출장치(10)의 선단부에서 좌우로 움직이도록 구동시키는 구동부(100) 및 상기 버킷부(200)의 좌우 이동속도를 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있다.

구동부(100)는, 버킷부(200)를 정량절출장치(10)의 선단부에서 좌우로 움직이도록 구동시키는데, 정량절출장치(10)의 선단부를 감싸는 후드(110)와, 상기 후드(110)와 정량절출장치(10)의 선단부 사이에 위치하여 상단 종단부에는 모터실린더(140)가 결합되고 하부 종단부에는 버킷부(200)가 결합되는 암프레임(120)과, 상기 후드(100)의 상부에 몸체가 결합되고 하부에는 상기 암프레임(120)이 연결되어 상기 암프레임(120)을 좌우로 구동시킬 수 있는 모터실린더(140)를 포함할 수 있다.

후드(110)는, 정량절출장치(10)의 선단부에 위치하여 상기 선단부를 감싸도록 설치되는데, 후방이 개방되어 있고 전방은 가능한 도어가 장착되어 개폐가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

후드(110) 몸체는 상기 정량절출장치(10)의 가로 폭보다 크게 제작되도록 하여 정량절출장치(10)의 선단부를 감싸고 금속 등의 다양한 재질로 이루어진 프레임 구조로 이루어 질 수 있다.

후드(110) 몸체의 상부에는 정량절출장치(10)에서 발생하는 먼지가 포집되어 배출될 수 있도록 하는 배출구가 형성되는 것이 바람직하다.

암프레임(120)은 상기 후드(110)와 정량절출장치(10)의 선단부 사이에 위치하여 상단 종단부에는 모터실린더(140)가 결합되고 하부 종단부에는 버킷부(200)가 결합되는 구조를 갖는데, 상부 종단부에서 하부 종단부까지는 막대모양의 프레임들이 다수개가 결합되어 이루어져 상부 종단부와 하부 종단부는 측면에서 보아 일정간격으로 이격되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 암프레임(120)의 상부 종단부에 결합된 모터실린더(140)는 하부 종단부에 결합된 버킷부(200)는 서로 일정거리만큼 떨어져 있는데 암프레임(120)에 의해 서로 연결될 수 있는 구조이다.

암프레임(120)은 하부 종단부에 결합된 버킷부(200)에 담기는 결합재의 무게를 감당하기 위하여 고강도와 일정한 정도의 연성을 갖는 금속재질로 이루어 질 수 있고, 단면의 모양은 횡압력과 절단압력에 저항하기 위해 절곡된 구조 등을 형성하도는 것이 바람직하다.

모터실린더(140)는 상기 후드(100)의 상부에 몸체가 결합되고 하부에는 상기 암프레임(120)이 연결되어 상기 암프레임(120)을 좌우로 구동시킬 수 있도록 하는데, 상기 암프레임(120)의 하부 종단부에 결합된 버킷부(200)가 정량절출장치(10)의 선단부를 폭방향으로 가로지르며 움직일 수 있도록 그 만큼의 좌우 이동 거리를 갖도록 한다.

도 3을 참조하면, 모터실린더(140)는, 후드(110)의 폭만큼의 길이를 갖고 내부를 감싸는 함체 형상을 하여 상기 후드(110)의 상부에 결합되는 모터실린더하우징(141)과, 기둥 형상을 하고 상기 모터실린더하우징(141)을 상하로 관통하도록 결합되되 상단은 돌출되고 하단은 상기 암프레임(120)과 연결되는 지지축(142) 및 상기 지지축(142)이 좌우로 움직일 수 있도록 상기 모터실린더하우징(141) 상부면에 좌우 방향으로 폭이 좁은 띠 모양의 개구부가 형성된 이동구간(143)을 포함할 수 있다.

먼저, 모터실린더(140)는 모터, 즉 전동기의 회전운동을 스크류를 통하여 직선운동으로 변환시켜 주는 장치로서 본 발명의 일실시예에서는 좌우로 긴 사각기둥의 하우징을 갖고 로드부가 길이방향으로 직선 왕복운동을 하며, 모터실린더(140)의 로드부에 연결된 암프레임(120)이 모터실린더(140)의 모터가 회전 및 그 속도의 제어에 따라 직선 왕복 운동을 하게 한다.

모터실린더하우징(141)은 내부에 내함된 모터, 기어 등을 보호하기 위하여 밀폐형으로 제작되는 것이 바람직한데, 이는, 본 발명의 일실시예에서 정량절출장치에서 절출되는 결합재는 미세 입자 구조로 이루어져 있기 때문에 공기 중에 쉽게 비산하여 가까이에 장착된 모터실린더(140)에 쌓이기 쉬우므로 먼지와 열에 약한 모터실린더(140)의 내부를 보호할 수 있도록 하기 위함이다.

지지축(142)은 보통의 모터실린더(140)가 갖고 있는 로드부를 본 발명의 일실시예에서 적절하게 변형한 것으로, 기둥 형상을 하고 상기 모터실린더하우징(141)을 상하로 관통하도록 하였다. 이는 모터실린더(140)의 로드부에 해당하는 지지축(142)의 상단이 돌출되도록 함으로써 지지축(142)은 모터실린더하우징(141)에 의해 지지되도록 하기 위함이고, 하단은 암프레임(120)과 연결되도록 하기 위함이다.

이동구간(143)은 상기 지지축(142)이 좌우로 움직일 수 있도록 상기 모터실린더하우징(141) 상부면에 좌우 방향으로 폭이 좁은 띠 모양의 개구부가 형성된 것으로, 상술한 것처럼 본 발명의 일실시예에서 정량절출장치에서 절출되는 결합재는 미세 입자 구조로 이루어져 있기 때문에 공기 중에 쉽게 비산하여 가까이에 장착된 모터실린더(140)에 쌓이기 쉬우므로 이러한 결합재가 이동구간(143)으로 들어가지 않도록 이동구간(143) 개방된 부위에는 고무, 섬유 등의 연성재질로 이루어진 덮개가 장착되는 것이 바람직하다(도면 미도시). 물론 이러한 덮개는 두 개의 얇은 띠 모양으로 이루어져 이동구간(143)의 양 측면에서 장착되게 함으로써 지지축(142)의 이동에 방해가 되지 않도록 할 수 있음은 물론이다.

이와 같이, 모터실린더(140)는 내부에 모터를 구비하여 상기 지지축(142)을 상기 이동구간(143)을 따라 좌우로 직선 왕복운동을 하며 움직이게 하고 그에 따라 상기 암프레임(120)도 좌우로 직선 왕복운동을 하며 움직일 수 있도록 함으로써, 결과적으로 암프레임(120)의 하부 종단부에 결합된 버킷부(200)가 정량절출장치(10)의 선단부 아래에서 정량정출장치(10)를 횡방향으로 가로지르며 직선 왕복운동을 하게 한다.

도 3의 (b)를 참조하면, 구동부(100)는 상기 모터실린더(140) 측면에 몸체가 결합되고 내부에는 하나 이상의 베어링(132)이 구비되어 모터실린더 지지축(142)이 슬라이딩 되며 움직일 수 있게 하는 베어링부(130)를 더 포함할 수 있다.

모터실린더(140)에 연결되는 암프레임(120)은 직각으로 꺾여서 일정간격 떨어진 정량절출장치(10)의 선단부에 근접할 수 있는 구조를 갖고 있는데, 여기에 더하여 암프레임(120)의 하부 종단부에는 버킷부(200)가 결합되어 있어 상기 버킷부(200)에 샘플링용 결합재가 담기게 되면 그 무게에 의하여 암프레임(120)은 아래로 쳐지게 되고 그에 따라 모터실린더(140)의 로드부는 한쪽 방향으로 하중을 받게 되어 부하가 가중된다.

따라서, 암프레임(120)이 직각으로 꺾여 연장된 방향에 베어링부(130)를 설치하여 위와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 한다.

구체적으로, 베어링부(130)는 내부에 폭으로 일정길이 이상의 롤러 베어링 방식의 베어링(132)이 자유롭게 움직일 수 있는 슬라이딩프레임(131)을 구비한 몸체가 모터실린더하우징(141)의 측면, 즉 정량절출장치(10)의 선단부가 위치한 방향의 측면에 결합된다. 다시, 베어링부(130)의 베어링(132)의 축 부분은 로드 부재가 연장되어서 모터실린더140)의 손잡(142)의 측면 중간부분과 연결되도록 한다.

따라서, 직각으로 꺾인 암프레임(120)이 아래로 하중을 받아 쳐지게 되면 동시에 그와 평행하게 위치하고 있는 베어링(132)도 아래로 하중을 받게 되며 베어링(132)은 슬라이딩프레임(131)에 의해 지탱이 되도록 한다. 그러므로 암프레임(120)도 아래로 쳐지지 않게 된다.

또한, 아래로 하중을 받게 되는 베어링(132)은 롤러 베어링 구조를 갖고 있어 슬라이딩프레임(131)을 따라 원활하게 움직일 수 있도록 함으로써 그에 따라 암프레임(120)과 그에 연결된 버킷부(200)도 원활하게 수평으로 직선 왕복 운동을 할 수 있게 된다.

버킷부(200) 상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 정량절출장치(10)의 선단부 아래에 위치하여 상기 정량절출장치(10)의 선단부를 횡방향, 즉, 폭방향으로 가로지르며 내부에 정량절출장치(10)에서 흘러내리는 결합재를 담을 수 있는 구조를 갖는다.

도 4는 도 1에 도시된 버킷부를 나타낸 사시도와 단면도로서, 도 4를 참조조하면, 버킷부(200)는, 상부가 개방된 함체 형상의 몸체(211)와 상기 몸체(211)의 좌우 면이 일정길이 연장되고 내측으로 일정각도 꺾인 넘침방지 덮개(212)로 이루어지는 외부버킷(210)과 상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 외부버킷(210) 내부에 안착되도록 하는 샘플링버킷(220)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 결합재의 샘플링 작업을 위해서는 손쉽게 운반이 가능한 일종의 용기가 필요한데 외부버킷(210)은 암프레임(120)에 항상 고정되어 있는 구조를 갖게 되므로 그 내부에 쉽게 탈착이 가능한 샘플링버킷(220)이 담기도록 한 구조를 갖게 하였다.

외부버킷(210)은 상부가 넘침방지 덮개(212)가 형성되어 있는데, 이는 버킷부(200)가 움직이는 속도가 느려져 샘플링버킷(220)에 담기는 결합재가 넘쳐 주위로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 것이다. 이 때 본 발명의 일실시예에서 예시한 넘침방지 덮개(212)의 길이와 꺾인 각도는 필요에 따라 얼마든지 변경이 가능함은 물론이다.

샘플링버킷(220)은 외부버킷(210)에 쉽게 넣고 빼기 쉽도록 외부버킷(210)보다 작은 체적을 갖도록 하였으며 필요에 따라 손잡이 등을 부착할 수도 있다.

제어부(300)는 상기 버킷부(200)의 좌우 이동속도를 제어하는데, 일종의 컴퓨터 장치로서 정량절출장치(10), 배합재료빈(20), 구동부(100), 버킷부(200) 및 단말부(400)와 연결되어서 각각의 장치들과 데이터를 송수신하여 각각의 장치들을 제어하는 역할을 한다.

특히, 제어부(300)는, 정량절출장치(10)에서 흘러내리는 결합재를 상시 균일하게 채취할 수 있도록 상기 구동부(100)를 제어하여 상기 버킷부(200)의 좌우 이동 속도를 조절하는 역할을 하게 된다.

이러한 제어부(300)는 데이터를 저장하는 데이터저장유닛(320)과 정량절출장치(10)의 절출량을 계산하고 그에 따른 결합재 샘플링 속도를 제어하는 연산유닛(310) 및 상기 데이터저장유닛(320)과 연산유닛(310)을 위한 신호를 외부와 송수신하는 통신유닛(330)을 포함할 수 있다.

데이터저장유닛(320)은 정량절출장치(10)에서 전송되는 정량절출장치(10)의 회전속도에 대한 데이터, 결합재빈(20)에서 전송되는 저장된 결합재 양에 대한 데이터, 단말부(400)에서 전송되는 목표파쇄량 등에 대한 데이터 및 연산유닛(310)에서 전송되는 산출량에 대한 값들을 저장한 후 필요에 따라 연산유닛(310), 통신유닛(330) 또는 단말부(400)에 전송하여 준다.

연산유닛(310)은 데이터저장유닛(320)에 저장된 데이터를 기반으로 하여 정량절출장치(10)의 절출량을 계산한 다음 그에 따른 결합재를 균일하게 샘플링 할 수 있도록 샘플링 속도를 제어하는 신호를 생성한다. 생성된 제어신호는 통신유닛(330)에 전달되어서 통신유닛(330)이 구동부(100)의 모터실린더(140)에 전달함으로써 모터실린더(140)는 내부의 모터의 회전속도를 조절하게 되고 그에 따라 버킷부(200)가 좌우로 이동하는 속도도 따라서 조절된다.

다시 말하면, 연산유닛(310)은 결합재의 목표 파쇄량과 배합원료의 절출량을 수집한 후 서로 비교하여 정량절출장치(10)의 절출량을 계산하고 그에 따른 결합재 샘플링 속도를 산출한다. 즉, 목표 파쇄량이 많을 때는 정량절출장치(10)의 컨베이어의 회전속도를 높여서 절출량을 늘릴 수도 있고 정량절출장치(10)에서 과다하게 결합재가 절출되면 정량절출장치(10)의 컨베이어의 회전속도를 줄여서 절출량을 줄일 수도 있다. 이와 같이 정량절출장치(10)에서 절출되는 결합재의 양을 연산유닛(310)의 산출한 후 절출되는 결합재의 양에 맞추어 샘플링 속도를 산출한다.

다음으로, 연산유닛(310)은 산출된 샘플링 속도에 맞게 샘플링 작업이 수행될 수 있도록 버킷부(200)의 좌우 이동에 대한 제어신호를 상기 모터실린더(140)로 전송하여 상기 모터실린더(140)의 구동속도를 제어한다. 즉, 정량절출장치(10)에서 절출되는 결합재의 양이 많으면 버킷부(200)가 정량절출장치(10)의 선단부를 가로지르는 속도를 빨리하여 버킷부(200) 내부로 결합재가 덜 담기도록 하고, 반면에 정량절출장치(10)에서 절출되는 결합재의 양이 적으면 버킷부(200)가 정량절출장치(10)의 선단부를 가로지르는 속도를 늦춰서 버킷부(200) 내부로 결합재가 더 많이 담길 수 있도록 한다.

위와 같이 제어부(300)는 정량절출장치(10)에서 절출되는 결합재의 양을 실시간으로 전송되는 다양한 데이터에 따라 산출한 다음 버킷부(200)가 정량절출장치(10)의 선단부의 아래에서 선단부를 가로지르는 속도를 제어함으로써 정량절출장치(10)에서 절출되는 결합재의 양 및 그 절출 높이가 일정하지 않더라도 상시 균일한 양의 결합재를 샘플링 할 수 있게 된다.

통신유닛(330)은 상기 데이터저장유닛(320)과 연산유닛(310)을 위한 신호를 외부와 외부의 정량절출장치(10), 배합재료빈(20), 구동부(100), 버킷부(200) 및 단말부(400) 등에 송수신하는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 방법을 나타낸 순서도로서, 본 발명의 일실시예에 따른 소결용 결합재를 절출하는 정량절출장치의 선단부에서 폭방향으로 흘러내리는 결합재를 채취하여 샘플링 하는 방법은, 제어부(300)의 데이터저장유닛(320)이 단말부로부터 상기 결합재의 목표파쇄량을 전송받아 저장하는 목표값입력단계(S510)와, 제어부(300)의 데이터저장유닛(320)이 배합원료의 절출량을 전송받아 저장하는 비교값수집단계(S520)와, 제어부(300)의 연산유닛(310)이 상기 결합재의 목표파쇄량과 배합원료의 절출량을 비교하여 정량절출장치(10)의 절출량을 계산하는 절출량계산단계(S530) 및 제어부(300)의 연산유닛(320)이 상기 정량절출장치(10)의 절출량에 따라 샘플링 속도를 산출하여 전송하는 샘플링속도제어단계(S540)를 포함할 수 있다.

목표값입력단계(S510)는 제어부(300)의 데이터저장유닛(320)이 단말부로부터 상기 결합재의 목표파쇄량을 전송받아 저장하는 단계로서, 작업자가 단말부(400)를 통해 목표 파쇄량을 입력하면 입력된 값은 제어부(300)의 통신유닛(330)을 통해 제어부(300)의 데이터저장유닛(320)에 저장된다.

비교값수집단계(S520)는 제어부(300)의 데이터저장유닛(320)이 배합원료의절출량을 전송받아 저장하는 단계로서, 장착된 센서 등에 으해 배합원료의 절출량을 검출하면 검출된 신호는 제어부(300)의 통신유닛(330)을 통해 제어부(300)의 데이터저장유닛(320)에 저장된다.

절출량계산단계(S530)는 제어부(300)의 연산유닛(310)이 상기 결합재의 목표파쇄량과 배합원료의 절출량을 비교하여 정량절출장치(10)의 절출량을 계산하는 단계로서, 상술한 바와 같이 목표파쇄량이 특정 시점에서 많거나 그에 비례하여 배합원료의 절출량이 많을 때에는 정량절출장치(10)의 회전속도를 높여서 절출되는 결합재의 양을 늘리게 되고 반대의 경우에는 정량절출장치(10)의 회전속도를 낮춰서 절출되는 결합재의 양을 줄이게 되므로, 연산부는 목표파쇄량과 배합원료의 절출량에 대한 데이터를 기반으로 정량절출장치에서 절출되는 결합재의 양을 산출 할 수 있게 된다.

샘플링속도제어단계(S540) 제어부(300)의 연산유닛(320)이 상기 정량절출장치(10)의 절출량에 따라 샘플링 속도를 산출하여 전송하는 단계로서, 먼저, 제어부(300)의 연산유닛(310)이 정량절출장치(10)의 회전속도와 배합원료의 절출량에 따라 상기 정량절출장치(10)의 절출량을 계산하면, 그에 따라 상기 버킷부(200)에 담기는 결합재의 체적량을 계산할 수 있게 된다.

정량절출장치(10)의 절출량을 시간 당 체적량으로 계산하여 일정한 정도의 체적량이 버킷부(200)에 쌓이게 하려면 버킷부(200)가 일정 시간 동안 정량절출장치(10)의 선단부 하부에 존재하고 있어야 한다. 이에 따라 버킷부(200)가 일정한 체적량을 담을 수 있도록 버킷부(200)가 정량정출장치(10)의 선단부 하부에 유지되는 시간을 계산하여 상기 유지시간 동안만 버킷부(200)가 정량정출장치(10)에 존재하도록 함으로써 상기 결합재의 체적량이 상시 균일하게 되도록 상기 샘플링 속도를 산출할 수 있게 된다.

그런데, 이 때, 상술한 바와 같이 버킷부(200)의 정량절출장치(10)의 선단부 하부에 위치하면서 상기 선단부를 가로지르며 수평으로 왕복 직선운동을 하므로 제어부(300)의 연산유닛(310)이 상기 산출된 샘플링 속도에 따라서 버킷부(200)의 좌우 이동속도를 계산하여 그에 따라 버킷부(200)를 움직이도록 하면 정해진 시간 동안에만 버킷부(200)가 정량절출장치(10)의 선단부 하부에 존재하게 만들 수 있게 된다.

이후에는, 연산유닛(310)이 산출한 버킷부(200)의 좌우 이동속도에 따른 모터실린더(140) 제어신호를 생성한 후 통신유닛(330)을 통해 모터실린더(140)에 전달하여 모터실린더(140)의 회전속도를 제어하게 된다.

마지막으로, 실제 작업 공정이 수행되는 현장에서는 위와 같이 버킷부(200)가 정량절출장치(10) 선단부 하부에서 빠져 나오면 버킷부(200)의 내부에 담겨져 있는 샘플링 버킷(220)을 꺼내어 채취된 결합재를 다른 곳에 옮겨 담아 샘플링 작업을 마무리하게 된다. 즉, 본 발명에 의하면 현장에서 작업자가 정량절출장치(10)에 직접 도구를 집어넣어 결합재를 채취하지 않아도 자동으로 샘플링 작업이 수행되게 된다.

그리고, 일정 시간 이후에 다시 앞의 과정을 반복하여 샘플링 작업을 할 때에는, 시간이 경과됨에 따라 정량절출장치(10)에서 절출되는 결합재의 수분 및 입자의 변동, 절출 높이의 변동에 따라 정량절출장치(10)에서 절출되는 결합재의 양이 달라지므로 버킷부(200)가 정량절출장치(10) 선단부의 하부에 존재하는 유지시간이 달라져야 한다. 이것을 연산부(300)가 수집된 데이터를 바탕으로 버킷부(200)의 이동속도를 자동을 산출하기 때문에 상시 균일한 양의 결합재 샘플링 작업을 수행할 수 있게 된다.

또한, 소결광 제조를 위한 결합재가 절출되는 정량절출장치의 선단부에서 샘플링 장치가 정량절출장치의 폭 방향으로 움직이며 자동으로 샘플링을 하기 때문에 기존에 샘플링 작업을 위해 무리한 동작을 하는 것을 방지하여 샘플링 작업 담장자의 업무부하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 소결광 제조를 위한 결합재가 절출되는 정량절출장치의 선단부에서 샘플링 장치가 정량절출장치의 폭 방향으로 움직이며 자동으로 샘플링을 하기 때문에 불필요한 동작으로 인한 낙광을 발생하는 것을 방지하여 정량절출장치의 벨트 컨베이어 주변의 청결을 유지할 수 있어 작업자의 안전사고 방지 및 작업환경 개선 효과가 있다.

또한, 소결광 제조를 위한 결합재가 절출되는 정량절출장치의 선단부에서 샘플링 장치가 정량절출장치의 폭 방향으로 움직이며 자동으로 샘플링을 하기 때문에 샘플링 작업을 수행하는 작업자가 변동되더라도 샘플링 되는 결합재의 유효입도 및 양을 항상 균일하게 유지할 수 있게 하는 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치 및 그 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10: 정량절출장치 20: 배합재료빈
100: 구동부 110: 후드
120: 암프레임 130: 베어링부
131: 슬라이딩프레임 132: 베어링
140: 모터실린더 141: 모터실린더하우징
142: 지지축 143: 이동구간
200: 버킷부 210: 외부버킷
211: 몸체 212: 넘침방지덮개
300: 제어부 310: 연산유닛
320: 데이터저장유닛 330: 통신유닛
400: 단말부

Claims

소결용 결합재를 절출하는 정량절출장치의 선단부에서 폭방향으로 흘러내리는 결합재를 채취하는 샘플링 장치에 있어서,
상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 정량절출장치의 선단부 아래에 위치하는 버킷부;
상기 버킷부를 상기 정량절출장치의 선단부에서 좌우로 움직이도록 구동시키는 구동부; 및
상기 버킷부의 좌우 이동속도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 정량절출장치에서 흘러내리는 결합재를 상시 균일하게 채취할 수 있도록 상기 구동부를 제어하여 상기 버킷부의 좌우 이동 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 정량절출장치의 선단부를 감싸는 후드;와
하부 종단에 상기 버킷부가 연결될 수 있도록 하는 암프레임; 및
상기 후드 상부에 몸체가 결합되고 하부에는 상기 암프레임이 연결되어 상기 암프레임을 좌우로 구동시킬 수 있는 모터실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 모터실린더 측면에 몸체가 결합되고 내부에는 하나 이상의 베어링이 구비되어 모터실린더 지지축이 슬라이딩 되며 움직일 수 있게 하는 베어링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
제2항에 있어서,
상기 모터실린더는,
상기 후드의 폭만큼의 길이를 갖고 내부를 감싸는 함체 형상을 하여 상기 후드의 상부에 결합되는 모터실린더하우징;
기둥 형상을 하고 상기 모터실린더하우징을 상하로 관통하도록 결합되되 상단은 돌출되고 하단은 상기 암프레임과 연결되는 지지축; 및
상기 지지축이 좌우로 움직일 수 있도록 상기 모터실린더하우징 상부면에 좌우 방향으로 폭이 좁은 띠 모양의 개구부가 형성된 이동구간;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
제4항에 있어서,
상기 모터실린더는 내부에 모터를 구비하여 상기 지지축을 상기 이동구간을 따라 움직이게 하고 그에 따라 상기 암프레임도 좌우로 움직일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
제1항에 있어서,
상기 버킷부는,
상부가 개방된 함체 형상의 몸체와, 상기 몸체의 좌우 면이 일정길이 연장되고 내측으로 일정각도 꺾인 넘침방지 덮개로 이루어지는 외부버킷;과
상부가 개방된 함체 형상을 하고 상기 외부버킷 내부에 안착되도록 하는 샘플링버킷;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
데이터를 저장하는 데이터저장유닛;
정량절출장치의 절출량을 계산하고 그에 따른 결합재 샘플링 속도를 제어하는 연산유닛; 및
상기 데이터저장유닛과 연산유닛을 위한 신호를 외부와 송수신하는 통신유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
제7항에 있어서,
상기 연산유닛은,
결합재의 목표 파쇄량과 배합원료의 절출량을 수집한 후 서로 비교하여 정량절출장치의 절출량을 계산하고 그에 따른 결합재 샘플링 속도를 산출한 후 상기 샘플링 속도에 맞는 상기 버킷부의 좌우 이동에 대한 제어신호를 모터실린더로 전송하여 상기 모터실린더의 구동속도를 제어함으로써 상시 균일한 양의 결합재를 샘플링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 장치.
소결용 결합재를 절출하는 정량절출장치의 선단부에서 폭방향으로 흘러내리는 결합재를 채취하여 샘플링 하는 방법에 있어서,
제어부의 데이터저장유닛이 단말부로부터 상기 결합재의 목표파쇄량을 전송받아 저장하는 목표값입력단계;
제어부의 데이터저장유닛이 배합원료의 절출량을 전송받아 저장하는 비교값수집단계;
제어부의 연산유닛이 상기 결합재의 목표파쇄량과 배합원료의 절출량을 비교하여 정량절출장치의 절출량을 계산하는 절출량계산단계; 및
제어부의 연산유닛이 상기 정량절출장치의 절출량에 따라 샘플링 속도를 산출하여 전송하는 샘플링속도제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 방법.
제9항에 있어서,
상기 샘플링속도제어단계는,
상기 제어부의 연산유닛이 정량절출장치의 회전속도와 배합원료의 절출량에 따라 상기 정량절출장치의 절출량을 계산한 후 그 에 따라 버킷부에 담기는 결합재의 체적량을 계산하되 상기 결합재의 체적량이 상시 균일하게 되도록 샘플링 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 방법.
제10항에 있어서,
상기 제어부의 연산유닛이 상기 산출된 샘플링 속도에 따른 버킷부의 좌우 이동속도를 계산한 후 모터실린더 제어신호를 생성하고 전달하는 것을 특징으로 하는 소결용 결합재 채취를 위한 샘플링 방법.