KR20220074546A - System and method for measuring behavioral characteristics of grinding media in actual grinding filed through dem simulation in medium type electric mill - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매체형 전동밀에서 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 매체형 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임 스냅샷 사진과 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진에 기초하여 분쇄장을 설정하고 실험조건을 변화시키면서 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율을 정량적으로 측정하는, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for measuring the behavior of a grinding medium in an actual mill through DEM (Discrete Element Method) simulation in a medium-type electric mill. In particular, a snapshot photograph and DEM of the actual movement of the grinding medium in the medium-type electric mill. A system for analyzing the behavior of the grinding media in the actual grinder through DEM simulation in the medium-type electric mill that sets the grinding plant based on the snapshot photo of the simulation and quantitatively measures the proportion of grinding media in the grinding plant while changing the experimental conditions and methods.
Description
본 발명은 매체형 전동밀에서 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 매체형 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임 스냅샷 사진과 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진에 기초하여 분쇄장을 설정하고 실험조건을 변화시키면서 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율을 정량적으로 측정하는, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for measuring the behavior of a grinding medium in an actual mill through DEM (Discrete Element Method) simulation in a medium-type electric mill. In particular, a snapshot photograph and DEM of the actual movement of the grinding medium in the medium-type electric mill. A system for analyzing the behavior of the grinding media in the actual grinder through DEM simulation in the medium-type electric mill that sets the grinding plant based on the snapshot photo of the simulation and quantitatively measures the proportion of grinding media in the grinding plant while changing the experimental conditions and methods.
일반적으로, 매체형 분쇄기(볼 밀)를 이용한 분쇄 공정에서 분쇄 시료의 변화를 관찰하기 위해서는 매체와 분쇄 시료 간의 상호작용에 의한 충격 및 마모 등의 메커니즘을 관찰하여야 한다. 이를 위해 다양한 공정 변수를 변화시키는 실험을 하게 된다. 공정 변수의 변화에 따라 달라지는 여러 가지 작용 중 가장 중요한 것이 분쇄 매체의 움직임이다. 이는 분쇄 매체의 움직임에 따라 분쇄 매체가 분쇄 시료에 가해지는 충격 에너지가 달라지고，이에 따라 분쇄 특성이 변화하기 때문이다. In general, in order to observe the change of the pulverized sample in the pulverization process using a medium-type pulverizer (ball mill), mechanisms such as impact and wear due to the interaction between the medium and pulverized sample should be observed. For this purpose, experiments are conducted to change various process parameters. The movement of the grinding media is the most important of the various actions that depend on the change of the process parameters. This is because, according to the movement of the grinding medium, the impact energy applied by the grinding medium to the grinding sample changes, and accordingly, the grinding characteristics change.
국내 특허 등록 제1167117호 공보(이하, 선행기술이라 함)에는 내부에 구비된 교반핀을 스크류형으로 배열하여 충진된 비드와 원료를 용이하게 이송하고, 필터의 외주연에 적층되는 비드가 제거되도록 회전되는 필터를 구비하여 충진된 비드와 원료를 용이하게 분리하며, 충진된 비드와 원료의 분산구역에 냉각부를 형성하여 마찰로 인한 내부과열을 미연에 방지할 수 있는 분산효율을 향상시킨 볼밀분산장치가 개시되어 있다.In the Korean Patent Registration No. 1167117 (hereinafter referred to as prior art), a stirring pin provided inside is arranged in a screw type to facilitate transport of the filled beads and raw materials, and to remove the beads stacked on the outer periphery of the filter. A ball mill dispersing device with improved dispersion efficiency that can prevent internal overheating due to friction in advance by providing a rotating filter to easily separate the filled beads and raw materials, and forming a cooling part in the dispersion zone between the filled beads and raw materials is disclosed.
그러나 선행기술은 비드와 원료의 분산효율을 향상시키는 구성에 대해서만 개시되어 있을 뿐, 실제로 분쇄가 이루어지는 분쇄 영역에서 매체가 거동하는 분율을 파악하여 분쇄 시료에 영향을 주는 매체의 영향력을 정량적인 파악이 이루어지지 않았다.However, the prior art is only disclosed for a configuration that improves the dispersion efficiency of beads and raw materials, and it is not possible to quantitatively understand the influence of the medium that affects the crushed sample by understanding the fraction of the medium that behaves in the crushing area where the actual crushing takes place. not done
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 매체형 전동밀에서 분쇄 시료에 영향을 주는 분쇄 매체의 영향력을 정량적으로 파악하여 분쇄장에 가장 큰 영향을 주는 분쇄 매체를 최적화할 수 있는, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to quantitatively determine the influence of the grinding medium that affects the grinding sample in the medium-type electric mill, and the grinding medium that has the greatest influence on the grinding field The purpose of this is to provide a system and method for measuring the behavior of the grinding media in an actual grinding field through DEM simulation in a media-type electric mill that can optimize
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템은 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰할 수 있도록 시뮬레이션 조건을 실제 실험조건과 일치시켜 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션하도록 구성된 DEM 시뮬레이션부; 상기 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진과 상기 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 입력받아 이를 기초로 분쇄장을 설정하도록 구성된 분쇄장 설정부; 및 실험조건을 변화시키면서 설정된 상기 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정하도록 구성된 정량적 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the medium-type electric mill according to the embodiment of the present invention, the system for measuring the behavior of the grinding media in the actual grinding field through DEM simulation sets the simulation conditions to observe the movement of the grinding media in the electric mill. a DEM simulation unit configured to simulate a Discrete Element Method (DEM) in accordance with actual experimental conditions; a crushing field setting unit configured to receive a snapshot picture of the actual movement of the crushing medium in the electric mill and a snapshot picture of the DEM simulation and set a crushing field based thereon; and a quantitative measurement unit configured to quantitatively measure the proportion (fraction) of the grinding medium in the set grinding plant while changing the experimental conditions.
상기 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템은 상기 정량적 측정부에 의해 측정된 분쇄 매체의 분율과 분쇄 시료의 사진을 비교 분석하여 상관관계를 검토하도록 구성된 상관관계 검토부를 더 포함할 수 있다.In the medium-type electric mill according to the above embodiment, the pulverization medium behavior characteristic measurement system of the actual grinding field through DEM simulation compares and analyzes the photo of the pulverization sample and the fraction of the pulverization medium measured by the quantitative measurement unit to examine the correlation. It may further include a configured correlation review unit.
상기 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템에 있어서, 상기 시뮬레이션 조건은 밀의 회전속도, 분쇄 매체의 재질, 분쇄 매체의 운동속도, 분쇄 매체와 포트 벽면과의 마찰계수를 포함할 수 있다.In the system for measuring the behavior of the grinding medium in the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill according to the above embodiment, the simulation conditions are the rotational speed of the mill, the material of the grinding medium, the movement speed of the grinding medium, the grinding medium and the wall surface of the pot. It may include a coefficient of friction with
상기 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템에 있어서, 상기 분쇄 매체의 재질은 알루미나, 지르코니아 및 스테인리스스틸을 포함하고, 분쇄 시료는 구리분말이고, 분쇄 매체와 분쇄 시료의 비는 10:1이고, 밀의 회전속도는 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 변화되며, 분쇄시간은 최대 24시간일 수 있다.In the system for measuring the behavior of the grinding medium of the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill according to the above embodiment, the material of the grinding medium includes alumina, zirconia and stainless steel, and the grinding sample is copper powder, and the grinding The ratio of the medium to the grinding sample is 10:1, the rotation speed of the mill is changed to 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm, and the grinding time may be up to 24 hours.
상기 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템에 있어서, 상기 정량적 측정부는 화상해석기를 이용하여 분쇄 매체의 분율을 정량적으로 측정할 수 있다.In the system for measuring the behavior of the grinding medium of the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill according to the above embodiment, the quantitative measurement unit may quantitatively measure the fraction of the grinding medium using an image analyzer.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법은 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰할 수 있도록, DEM 시뮬레이션부가 시뮬레이션 조건을 실제 실험조건과 일치시켜 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션하는 단계; 분쇄장 설정부가 상기 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진과 상기 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 입력받아 이를 기초로 분쇄장을 설정하는 단계; 및 정량적 측정부가 실험조건을 변화시키면서 설정된 상기 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method for measuring the behavior of the grinding medium in the actual grinding field through the DEM simulation in the medium-type electric mill according to another embodiment of the present invention is to observe the movement of the grinding medium in the electric mill, the DEM DEM (Discrete Element Method) simulation by matching the simulation conditions with actual experimental conditions by the simulation unit; receiving, by the grinding field setting unit, a snapshot picture of the actual movement of the grinding medium in the electric mill and a snapshot picture of the DEM simulation, and setting a grinding field based thereon; and quantitatively measuring the proportion (fraction) of the grinding medium in the set grinding field while the quantitative measurement unit changes the experimental conditions.
상기 다른 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법은 상관관계 검토부가 상기 정량적 측정부에 의해 측정된 분쇄 매체의 분율과 분쇄 시료의 사진을 비교 분석하여 상관관계를 검토하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method for measuring the behavior of the grinding medium of the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill according to the other embodiment, the correlation review unit compares and analyzes the fraction of the grinding medium measured by the quantitative measurement unit and the photograph of the grinding sample. It may further include the step of examining the correlation.
본 발명의 다른 실시형태에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법에 의하면, 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰할 수 있도록 시뮬레이션 조건을 실제 실험조건과 일치시켜 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션하고, 상기 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진과 상기 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 입력받아 이를 기초로 분쇄장을 설정하며, 실험조건을 변화시키면서 설정된 상기 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정하도록 구성됨으로써, 매체형 전동밀에서 분쇄 시료에 영향을 주는 분쇄 매체의 영향력을 정량적으로 파악하여 분쇄장에 가장 큰 영향을 주는 분쇄 매체를 최적화할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the method for measuring the behavior of the grinding medium in the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill according to another embodiment of the present invention, the simulation conditions are changed to the actual experimental conditions so that the movement of the grinding media in the electric mill can be observed. Discrete Element Method (DEM) simulation is performed by matching, and a snapshot picture of the actual movement of the grinding medium in the electric mill and a snapshot picture of the DEM simulation are input and a grinding field is set based on this, and the experimental conditions are changed It is configured to quantitatively measure the proportion (fraction) of the grinding medium in the grinding mill set while There is an outstanding effect of optimizing the grinding media.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 3은 분쇄 매체의 직경이 1mm일 경우, 도 1의 매체형 전동밀 내에서 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진 및 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진과, 분쇄 시료의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타내는 도면으로서, (a)는 분쇄 매체의 재질이 알루미나일 경우의 도면이고, (b)는 분쇄 매체의 재질이 지르코니아일 경우의 도면이며, (c)는 분쇄 매체의 재질이 스테인리스스틸일 경우의 도면이다.
도 4는 분쇄 매체의 직경이 3mm일 경우, 도 1의 매체형 전동밀 내에서 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진 및 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진과, 분쇄 시료의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타내는 도면으로서, (a)는 분쇄 매체의 재질이 알루미나일 경우의 도면이고, (b)는 분쇄 매체의 재질이 지르코니아일 경우의 도면이며, (c)는 분쇄 매체의 재질이 스테인리스스틸일 경우의 도면이다.
도 5는 분쇄 매체의 직경이 5mm일 경우, 도 1의 매체형 전동밀 내에서 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진 및 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진과, 분쇄 시료의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타내는 도면으로서, (a)는 분쇄 매체의 재질이 알루미나일 경우의 도면이고, (b)는 분쇄 매체의 재질이 지르코니아일 경우의 도면이며, (c)는 분쇄 매체의 재질이 스테인리스스틸일 경우의 도면이다.
도 6은 분쇄 매체의 직경이 7mm일 경우, 도 1의 매체형 전동밀 내에서 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진 및 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진과, 분쇄 시료의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타내는 도면으로서, (a)는 분쇄 매체의 재질이 알루미나일 경우의 도면이고, (b)는 분쇄 매체의 재질이 지르코니아일 경우의 도면이며, (c)는 분쇄 매체의 재질이 스테인리스스틸일 경우의 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해, 재질이 다른 분쇄 매체를 사용하여 분쇄 매체의 크기 변화 및 전동밀의 회전속도의 변화를 3차원 그래프로 정리한 결과로서, (a)는 상면도이고, (b)는 측면도이다. 1 is a block diagram of a system for measuring the behavior of a grinding medium in an actual grinding field through DEM simulation in a medium-type electric mill according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart for explaining a method for measuring the behavior of a grinding medium in an actual grinding field through DEM simulation in a medium-type electric mill according to an embodiment of the present invention.
3 is a snapshot photograph of the actual movement of the grinding medium in the medium-type electric mill of FIG. 1, a snapshot photograph of a DEM simulation, and a scanning electron microscope (SEM) photograph of the grinding sample when the diameter of the grinding medium is 1 mm As a diagram showing, (a) is a diagram when the material of the grinding medium is alumina, (b) is a diagram when the material of the grinding medium is zirconia, (c) is a diagram when the material of the grinding medium is stainless steel It is a drawing.
4 is a snapshot photograph of the actual movement of the grinding medium in the medium-type electric mill of FIG. 1 when the diameter of the grinding medium is 3 mm, a snapshot photograph of the DEM simulation, and a scanning electron microscope (SEM) photograph of the grinding sample As a diagram showing, (a) is a diagram when the material of the grinding medium is alumina, (b) is a diagram when the material of the grinding medium is zirconia, (c) is a diagram when the material of the grinding medium is stainless steel It is a drawing.
5 is a snapshot photograph of the actual movement of the grinding medium in the medium-type electric mill of FIG. 1 when the diameter of the grinding medium is 5 mm, a snapshot photograph of the DEM simulation, and a scanning electron microscope (SEM) photograph of the grinding sample As a diagram showing, (a) is a diagram when the material of the grinding medium is alumina, (b) is a diagram when the material of the grinding medium is zirconia, (c) is a diagram when the material of the grinding medium is stainless steel It is a drawing.
6 is a snapshot photograph of the actual movement of the grinding medium in the medium-type electric mill of FIG. 1 when the diameter of the grinding medium is 7 mm, a snapshot photograph of a DEM simulation, and a scanning electron microscope (SEM) photograph of the grinding sample As a diagram showing, (a) is a diagram when the material of the grinding medium is alumina, (b) is a diagram when the material of the grinding medium is zirconia, (c) is a diagram when the material of the grinding medium is stainless steel It is a drawing.
7 is a three-dimensional graph of the change in the size of the grinding medium and the change in the rotational speed of the electric mill using grinding media of different materials according to an embodiment of the present invention, (a) is a top view, ( b) is a side view.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예를 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification. The terminology used in the detailed description is for the purpose of describing embodiments of the present invention only, and should in no way be construed as limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular include the meaning of the plural. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, acts, elements, some or a combination thereof, one or more other than those described. It should not be construed as excluding the existence or possibility of other features, numbers, steps, acts, elements, or any part or combination thereof.
도면에서 도시된 각 시스템에서, 몇몇 경우에서의 요소는 각각 동일한 참조 번호 또는 상이한 참조 번호를 가져서 표현된 요소가 상이하거나 유사할 수가 있음을 시사할 수 있다. 그러나 요소는 상이한 구현을 가지고 본 명세서에서 보여지거나 기술된 시스템 중 몇몇 또는 전부와 작동할 수 있다. 도면에서 도시된 다양한 요소는 동일하거나 상이할 수 있다. 어느 것이 제1 요소로 지칭되는지 및 어느 것이 제2 요소로 불리는지는 임의적이다.In each system shown in the figures, elements in some instances may each have the same reference number or different reference numbers to suggest that the represented elements may be different or similar. However, elements may have different implementations and work with some or all of the systems shown or described herein. The various elements shown in the drawings may be the same or different. Which one is referred to as the first element and which is referred to as the second element is arbitrary.
본 명세서에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 자료 또는 신호를 '전송', '전달' 또는 '제공'한다 함은 어느 한 구성요소가 다른 구성요소로 직접 자료 또는 신호를 전송하는 것은 물론, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 자료 또는 신호를 다른 구성요소로 전송하는 것을 포함한다.In this specification, when any one component 'transmits', 'transfers' or 'provides' data or signal to another component, one component directly transmits data or signal to another component, as well as, and transmitting data or signals to the other component via at least one further component.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a system for measuring the behavior of a grinding medium in an actual grinding field through DEM simulation in a medium-type electric mill according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, DEM 시뮬레이션부(100), 분쇄장 설정부(200), 정량적 측정부(300), 및 상관관계 검토부(400)를 포함한다.In the medium-type electric mill according to an embodiment of the present invention, the system for measuring the behavior of the grinding medium through the DEM simulation is a
DEM 시뮬레이션부(100)는 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰하기 위해 시뮬레이션 조건을 실제 실험조건과 일치시켜 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션하는 역할을 한다. The
시뮬레이션 조건은 밀의 회전속도, 분쇄 매체의 재질, 분쇄 매체의 운동속도, 분쇄 매체와 포트 벽면과의 마찰계수를 포함하고, 이들 조건들을 실제 실험조건과 동일하게 맞추었다. 그 외에 소프트웨어 내에서 구동할 수 있는 조건에서는 실제 실험조건과 모든 것을 일치시켰다.The simulation conditions included the rotational speed of the mill, the material of the grinding media, the movement speed of the grinding media, and the friction coefficient between the grinding media and the pot wall, and these conditions were matched to the actual experimental conditions. In addition, in the conditions that can be operated within the software, everything was matched with the actual experimental conditions.
분쇄 매체의 재질은 예컨대, 알루미나, 지르코니아 및 스테인리스스틸을 포함할 수 있다. 분쇄 시료는 예컨대, 구리분말일 수 있다. 분쇄 매체와 분쇄 시료의 비는 10:1이다. 밀의 회전속도는 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 변화하였다. 분쇄시간은 최대 24시간으로 하였다.The material of the grinding medium may include, for example, alumina, zirconia and stainless steel. The pulverized sample may be, for example, copper powder. The ratio of the grinding medium to the grinding sample is 10:1. The rotational speed of the mill was changed to 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm. The grinding time was set to a maximum of 24 hours.
분쇄장 설정부(200)는 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진(R)과 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진(D)을 입력받아 이를 기초로 분쇄장을 설정하는 역할을 한다.The grinding
분쇄장은 실제로 분쇄가 이루어지는 영역으로서, 그 분쇄장에 분쇄 매체가 거동하는 분율(차지하는 비율)을 파악하여 분쇄 시료에 영향을 주는 분쇄 매체의 영향력을 정량적으로 파악할 수 있다. 따라서 매체형 전동밀에서 분쇄 매체의 실제 움직임 및 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진(R, D)으로부터 분쇄가 이루어지는 분쇄장을 설정하고, 그 영역을 표시하여 분쇄 매체가 움직이는 것에 대한 이미지 분석을 하여 정량적인 결과를 얻을 수 있다.The grinding field is an area in which grinding is actually performed, and the influence of the grinding medium on the grinding sample can be quantitatively grasped by understanding the fraction (occupying ratio) of the grinding medium in the grinding field. Therefore, in the medium-type electric mill, the grinding field where the grinding takes place is set from the snapshot photos (R, D) of the actual movement of the grinding media and the DEM simulation, and the area is marked and the image analysis of the movement of the grinding media is performed to quantitatively results can be obtained.
정량적 측정부(300)는 실험조건을 변화시키면서 분쇄장 설정부(200)에 의해 설정된 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정하는 역할을 한다. The
정량적 측정부(300)는 화상해석기를 이용하여 수집 단계 및 접촉 점수 계측 단계를 이용하여 분쇄 매체의 분율을 정량적으로 측정할 수 있다.The
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템을 이용한 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.A method for measuring the behavior of the grinding media using the system for measuring the behavior of the grinding media in the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.2 is a flowchart for explaining a method of measuring the behavior of a grinding medium in an actual grinding field through DEM simulation in a medium-type electric mill according to an embodiment of the present invention, where S means a step.
먼저, DEM 시뮬레이션부(100)가 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰할 수 있도록, 시뮬레이션 조건을 실제 실험조건과 일치시켜 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션한다(S100).First, in order for the
다음, 분쇄장 설정부(200)가 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진과 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 입력받아(S200, S300), 이를 기초로 분쇄장을 설정한다(S400).Next, the crushing
스냅샷 사진은 예컨대, 비디오 촬영을 통해 이루어질 수 있다.Snapshot pictures may be made, for example, by video shooting.
다음, 정량적 측정부(300)가 실험조건을 변화시키면서 스텝(S400)에서 설정된 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정한다(S500).Next, the
즉, 분쇄가 일어나는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 영역을 이미지 분석 장비를 이용하여 전체적인 2차원 점유 분율을 정량적으로 측정할 수 있다. That is, it is possible to quantitatively measure the overall two-dimensional occupancy fraction of the area in which the grinding medium behaves in the grinding field where the grinding occurs using image analysis equipment.
다음, 상관관계 검토부(400)가 스텝(S500)에서 정량적 측정부(300)에 의해 측정된 분쇄 매체의 분율과 분쇄 시료의 사진을 비교 분석하여 상관관계를 검토한다(S600).Next, the
실제 비디오 촬영을 통한 분쇄 매체의 움직임과 DEM 시뮬레이션을 통한 분쇄매체의 움직임을 비교하고, 분쇄가 이루어지는 분쇄장에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰하여 최종 생산물에 미치는 영향을 검토해보기로 한다.The movement of the grinding media through actual video recording and the movement of the grinding media through DEM simulation are compared, and the effect on the final product is examined by observing the movement of the grinding medium in the grinding plant where the grinding takes place.
도 3 내지 도 6은 분쇄 매체 직경이 1mm, 3mm, 5mm, 7mm의 경우에 회전속도를 각각 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 수행한 실험 결과를 보여 준다. 여기서, R은 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진을 나타내고, D는 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 나타내며, S는 분쇄 시료의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타낸다.3 to 6 show the results of experiments performed at the rotation speed of 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm, respectively, in the case of the grinding media diameters of 1 mm, 3 mm, 5 mm, and 7 mm. Here, R represents a snapshot photograph of the actual movement of the grinding medium in the electric mill, D indicates a snapshot photograph of the DEM simulation, and S indicates a scanning electron microscope (SEM) photograph of the grinding sample.
도 3은 분쇄 매체 직경이 1mm이고, 회전속도를 100rpm, 300rpm, 500 rpm으로 변화시키면서 실험한 결과이다. 3 is a grinding media diameter of 1 mm, the rotational speed is changed to 100rpm, 300rpm, 500rpm is the result of the experiment.
도 3의 (a)는 알루미나 재질의 분쇄 매체를 이용하고 밀의 회전속도가 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 회전하는 분쇄장에 대한 이미지 분석 결과이다. 본 실험에서는 분쇄가 실제로 일어나는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 영역을 이미지 분석 장비를 이용하여 전체적인 2차원 점유 분율(백분율)을 파악하였으며，100rpm에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 44.60%, 300rpm에서 86.44%, 500rpm에서 0%였다.Figure 3 (a) is an image analysis result for a grinding field using alumina-based grinding media and the rotational speed of the mill rotates at 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm. In this experiment, the overall two-dimensional occupancy fraction (percentage) was identified using image analysis equipment for the area where the grinding media behaves in the grinding field where grinding actually takes place. %, 0% at 500 rpm.
도 3의 (b)는 지르코니아 재질의 분쇄 매체를 이용했을 때 100rpm에서는 분쇄 매체가 거동하는 분율이 39.42%, 300rpm에서는 분쇄 매체가 거동하는 분율이 79.98%, 500rpm에서는 분쇄 매체가 거동하는 분율이 55.91%를 차지하는 것을 나타낸다. 3 (b) shows that when a zirconia-based grinding medium is used, the fraction at which the grinding medium behaves at 100 rpm is 39.42%, at 300 rpm, the fraction at which the grinding medium behaves is 79.98%, and at 500 rpm, the fraction at which the grinding medium behaves is 55.91 represents the percentage.
도 3의 (c)은 밀의 회전 속도가 100rpm, 300rpm, 500rpm에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 27.19%, 76.86%, 57.95%를 각각 차지함을 나타낸다.Figure 3 (c) shows that at the rotational speed of the mill at 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm, the fractions in which the grinding media behaves account for 27.19%, 76.86%, and 57.95%, respectively.
여기서 알 수 있는 바와 같이, 실제 분쇄장에 분쇄 매체가 거동하는 분율이 올라갈수록 분쇄 매체의 움직임이 폭포처럼 움직이는 모습을 나타냈다. 따라서 회전속도와 분쇄 매체의 재질이 적절하게 상호작용을 하여야 한다는 것을 알 수 있다.As can be seen, as the fraction in which the grinding media behaves in the actual grinding plant increases, the movement of the grinding media moves like a waterfall. Therefore, it can be seen that the rotational speed and the material of the grinding medium should properly interact.
도 4는 분쇄 매체 직경이 3mm이고, 밀의 회전속도를 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 변화시키면서 실험한 결과를 나타낸다.4 shows the results of experiments while the grinding media diameter is 3 mm, and the rotation speed of the mill is changed to 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm.
도 4의 (a)는 알루미나 재질의 분쇄 매체가 100rpm에서는 실제 분쇄장에 분쇄 매체가 거동하는 분율이 40.52%이고, 300rpm에서는 분쇄 매체가 거동하는 분율이 74.43%, 500rpm에서는 분쇄 매체가 거동하는 분율이 0%였음을 나타낸다. 알루미나 재질의 분쇄 매체를 사용할 경우， 500rpm에서 분쇄장에서는 아무런 거동이 보이지 않았다. 왜냐하면, 밀의 회전속도가 500rpm 이상이 되면 임계 회전속도를 넘게 되어，분쇄 매체가 포트 벽면과 함께 돌아가는 결과가 나타나기 때문이다. 이때, 분쇄 매체의 충격 에너지가 분쇄 시료에 전달되지 않아 아무런 분쇄 효과를 나타내지 못하게 된다.Figure 4 (a) shows that, when the alumina-based grinding media is 100 rpm, the fraction that the grinding media behaves in the actual grinding field is 40.52%, and at 300 rpm, the fraction that the grinding media behaves is 74.43%, and the fraction that the grinding media behaves at 500 rpm indicates that it was 0%. In the case of using alumina-based grinding media, no behavior was observed in the grinding field at 500 rpm. This is because, when the rotational speed of the mill exceeds 500rpm, the critical rotational speed is exceeded, resulting in the grinding medium rotating together with the pot wall. At this time, the impact energy of the grinding medium is not transmitted to the grinding sample, so that no grinding effect is exhibited.
도 4의 (b)는 지르코니아 재질의 분쇄 매체를 이용했을 때 100rpm에서는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 30.28%, 300rpm에서는 분쇄 매체가 거동하는 분율이 49.11%, 500rpm에서는 분쇄 매체가 거동하는 분율이 79.28%를 차지했음을 나타낸다.Figure 4 (b) shows that when a zirconia-based grinding medium is used, the fraction that the grinding medium behaves in the grinding field is 30.28% at 100 rpm, and the fraction that the grinding media behaves in at 300 rpm is 49.11%, and the grinding medium behaves at 500 rpm. It indicates that the fraction accounted for 79.28%.
도 4의 (c)는 스테인리스스틸 재질의 분쇄 매체를 사용하였을 경우，100rpm, 300rpm, 500rpm에서는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 24.75%, 38.63%, 36.16%를 각각 차지했음을 나타낸다. 즉 매체의 재질에 따라서 회전수가 올라갈 경우에도 임계회전속도에 도달하는 분쇄 매체와 회전속도의 상관관계가 다르므로，결과적으로 분쇄 매체의 재질과 회전속도의 상관관계를 면밀하게 검토할 필요가 있다.4(c) shows that when a grinding medium made of stainless steel was used, the fractions of the grinding medium in the grinding field at 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm accounted for 24.75%, 38.63%, and 36.16%, respectively. That is, depending on the material of the medium, even when the rotation speed is increased, the correlation between the grinding medium reaching the critical rotation speed and the rotation speed is different. Consequently, it is necessary to closely examine the correlation between the material of the grinding medium and the rotation speed.
도 5는 분쇄 매체의 직경이 5mm이고, 밀의 회전속도를 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 변화하면서 실험한 결과를 나타낸다.5 shows the results of experiments while the diameter of the grinding medium is 5 mm, and the rotation speed of the mill is changed to 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm.
도 5의 (a)에서는 알루미나 재질의 분쇄 매체를 사용하였을 경우，분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 100rpm에서 55.40%, 300rpm에서 67.36%, 500rpm에서 0%였다. 즉, 500rpm에서 분쇄 매체가 포트 벽면을 따라 회전하기 때문에 입자 형상 변화를 볼 수 없었다.In (a) of FIG. 5, when an alumina-based grinding medium was used, the fraction at which the grinding medium behaved in the grinding field was 55.40% at 100 rpm, 67.36% at 300 rpm, and 0% at 500 rpm. That is, no particle shape change could be seen because the grinding media rotated along the pot wall at 500 rpm.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 지르코니아 재질의 분쇄 매체를 사용했을 경우, 밀의 회전속도가 100rpm, 300rpm, 500rpm에서 분쇄 매체의 분율이 각각 29.92%，28.18%，50.85%였다As shown in (b) of FIG. 5, when the grinding media made of zirconia was used, the fractions of the grinding media were 29.92%, 28.18%, and 50.85% at the rotational speed of the mill at 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm, respectively.
도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 스테인리스스틸 재질의 분쇄 매체의 경우，분쇄 매체의 분율이 24.50%, 33.31%, 29.39%를 각각 나타낸다.As shown in (c) of Figure 5, in the case of the grinding media made of stainless steel, the fractions of the grinding media are 24.50%, 33.31%, and 29.39%, respectively.
도 6은 분쇄 매체의 직경이 7mm이고, 밀의 회전속도를 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 변화시키면서 실험한 결과이다.Figure 6 is the diameter of the grinding medium is 7mm, the rotational speed of the mill is changed to 100rpm, 300rpm, 500rpm is the result of an experiment.
도 6의 (a)는 알루미나 재질의 분쇄 매체를 사용하고 밀의 회전속도를 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 변화시키면서 실험한 결과이다. 100rpm일 때 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율은 50.07%, 300rpm에서는 분쇄 매체의 분율이 67.04%, 500rpm에서는 분쇄 매체의 분율이 0%였다. Figure 6 (a) is the result of an experiment using an alumina grinding medium and changing the rotation speed of the mill to 100 rpm, 300 rpm, 500 rpm. At 100 rpm, the fraction of the grinding media in the grinding field was 50.07%, at 300 rpm, the fraction of the grinding media was 67.04%, and at 500 rpm, the fraction of the grinding media was 0%.
도 6의 (b)는 지르코니아 재질의 분쇄 매체를 사용했을 때 100rpm에서는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 45.76%, 300rpm에서는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 36.53%, 500rpm에서는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 39.07%를 차지했음을 나타낸다.6 (b) shows that when a zirconia-based grinding medium is used, the fraction that the grinding medium behaves in the grinding field at 100 rpm is 45.76%, and at 300 rpm, the fraction that the grinding medium behaves in the grinding field is 36.53%, and at 500 rpm, the proportion that the grinding medium behaves in the grinding field indicates that the fraction in which the grinding media behaves in occupied 39.07%.
도 6의 (c)는 스테인리스스틸 재질의 분쇄 매체의 경우，밀의 회전속도가 100rpm, 300rpm, 500rpm에서는 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 50.27%, 38.88%, 30.03%를 각각 차지했을 나타낸다.Figure 6 (c) shows that in the case of the grinding media made of stainless steel, when the rotational speed of the mill is 100 rpm, 300 rpm, and 500 rpm, the fractions that the grinding media behaves in the grinding field account for 50.27%, 38.88%, and 30.03%, respectively.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해, 재질이 다른 분쇄 매체를 사용하여 분쇄 매체의 크기 변화 및 전동밀의 회전속도의 변화를 3차원 그래프로 정리한 결과로서, (a)는 상면도이고, (b)는 측면도이다. 7 is a three-dimensional graph of the change in the size of the grinding medium and the change in the rotational speed of the electric mill using grinding media of different materials according to an embodiment of the present invention, (a) is a top view, ( b) is a side view.
도 7에 도시된 바와 같이, 알루미나 분쇄 매체를 사용하였을 경우，제일 높은 회전속도인 500rpm에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 매체의 크기에 상관없이 모두 0%로 나타났고，중간 회전 속도 300rpm에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 가장 높은 것으로 관찰되었다. 이는 역시 밀도가 상대적으로 낮은 분쇄 매체의 경우 마찰계수와 원심력의 상호작용으로 회전속도가 빨라질 경우 분쇄 매체가 모두 포트 벽면으로 붙어 포트와 함께 회전한다는 것을 직접적으로 확인할 수 있었다.7, when an alumina grinding medium was used, the fraction at which the grinding medium behaves at the highest rotational speed of 500 rpm was 0% regardless of the size of the medium, and the grinding medium at an intermediate rotation speed of 300 rpm. It was observed that the fraction in which It was also directly confirmed that, in the case of a grinding medium with a relatively low density, when the rotational speed is increased due to the interaction of the friction coefficient and centrifugal force, all the grinding media adhere to the port wall and rotate together with the port.
지르코니아 재질의 분쇄 매체를 시용하였을 때，분쇄장에서 분쇄 매체의 거동하는 분율이 100rpm에서 제일 낮았고，300rpm, 500rpm에 비슷하게 나타나는 것을 알 수 있었다.When a grinding medium made of zirconia was applied, it was found that the behavioral fraction of the grinding medium in the grinding field was the lowest at 100 rpm, and similarly appeared at 300 rpm and 500 rpm.
밀도가 가장 높은 스테인리스스틸 재질의 경우，밀의 회전속도가 중간 회전 속도인 300rpm이고 제일 작은 분쇄 매체 크기인 1mm일 때, 분쇄장에서 분쇄 매체가 거동하는 분율이 제일 높은 것으로 관찰되었고，밀의 회전속도가 500rpm이고 분쇄 매체 크기 1mm일 때 그 다음을 차지하였다. 나머지 실험조건을 보면 비슷하게 나타났다.In the case of the stainless steel material with the highest density, when the rotation speed of the mill is 300 rpm, the medium rotation speed, and the smallest size of the grinding media is 1 mm, it was observed that the fraction of the grinding media behavior in the grinding plant was the highest, and the rotation speed of the mill was It was followed by 500 rpm and a grinding media size of 1 mm. The rest of the experimental conditions were similar.
또한, 분쇄 매체의 크기를 비교해보면 1mm의 볼을 사용하였을 때 볼 재질에 상관없이 300rpm에서 분쇄 매체의 거동하는 분율이 제일 높았고，3mm의 볼인 경우，알루미나 볼이 300rpm, 지르코니아 볼의 경우 500rpm에서 제일 높은 것으로 정량적인 결과를 얻을 수 있었다. 볼 크기가 5mm，7mm인 경우，알루미나 재질이 300rpm에서 제일 높았다. 지르코니아 재질의 경우 500rpm에서 제일 높은 것으로 확인되었다.In addition, when comparing the size of the grinding media, when a 1 mm ball was used, the behavior fraction of the grinding media was the highest at 300 rpm regardless of the ball material. Quantitative results were obtained with high values. When the ball size was 5mm and 7mm, the alumina material was the highest at 300rpm. In the case of zirconia material, it was confirmed that the highest at 500 rpm.
따라서， 매체형 전동밀을 사용하는 경우，분쇄 매체의 재질，크기에 따라서 분쇄장에서 거동하는 분쇄 매체의 분율이 다르고，이에 따라 입자 형상과 크기의 변화도 달라지는 것을 관찰할 수 있었다.Therefore, in the case of using the medium-type electric mill, it was observed that the fraction of the grinding medium that behaves in the grinding field was different depending on the material and size of the grinding medium, and thus the particle shape and size changed accordingly.
본 발명의 실시예에 의한 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법에 의하면, 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰할 수 있도록 시뮬레이션 조건을 실제 실험조건과 일치시켜 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션하고, 상기 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진과 상기 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 입력받아 이를 기초로 분쇄장을 설정하며, 실험조건을 변화시키면서 설정된 상기 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정하도록 구성됨으로써, 매체형 전동밀에서 분쇄 시료에 영향을 주는 분쇄 매체의 영향력을 정량적으로 파악하여 분쇄장에 가장 큰 영향을 주는 분쇄 매체를 최적화할 수 있다.According to the method of measuring the behavior of the grinding medium in the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill according to the embodiment of the present invention, the simulation conditions are matched with the actual experimental conditions so that the movement of the grinding media in the electric mill can be observed. A DEM (Discrete Element Method) simulation is performed, and a snapshot picture of the actual movement of the grinding medium in the electric mill and a snapshot picture of the DEM simulation are input, and the grinding field is set based on this, and the experimental conditions are changed while By being configured to quantitatively measure the proportion (fraction) of the grinding media in the set grinding mill, the grinding medium that has the greatest influence on the grinding plant by quantitatively grasping the influence of the grinding media on the grinding sample in the medium-type electric mill media can be optimized.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.An optimal embodiment is disclosed in the drawings and the specification, and specific terms are used, but these are used only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and are used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the claims it didn't happen Therefore, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: DEM 시뮬레이션부
200: 분쇄장 설정부
300: 정량적 측정부
400: 상관 관계 검토부100: DEM simulation unit
200: crushing plant setting unit
300: quantitative measurement unit
400: correlation review unit
Claims (7)
상기 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진과 상기 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 입력받아 이를 기초로 분쇄장을 설정하도록 구성된 분쇄장 설정부; 및
실험조건을 변화시키면서 설정된 상기 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정하도록 구성된 정량적 측정부;를 포함하는, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템.
a DEM simulation unit configured to simulate a Discrete Element Method (DEM) by matching the simulation conditions with actual experimental conditions so as to observe the movement of the grinding medium in the electric mill;
a crushing field setting unit configured to receive a snapshot picture of the actual movement of the crushing medium in the electric mill and a snapshot picture of the DEM simulation and set a crushing field based thereon; and
A quantitative measurement unit configured to quantitatively measure the proportion (fraction) of the grinding medium in the set grinding plant while changing the experimental conditions; a system for measuring the behavior of the grinding media in the actual grinding plant through DEM simulation in a medium-type electric mill, including a .
상기 정량적 측정부에 의해 측정된 분쇄 매체의 분율과 분쇄 시료의 사진을 비교 분석하여 상관관계를 검토하도록 구성된 상관관계 검토부를 더 포함하는, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템.
The method of claim 1,
Behavior of the grinding medium of the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill, further comprising a correlation review unit configured to compare and analyze the photo of the grinding sample and the fraction of the grinding medium measured by the quantitative measurement unit to examine the correlation Characteristic measurement system.
상기 시뮬레이션 조건은
밀의 회전속도, 분쇄 매체의 재질, 분쇄 매체의 운동속도, 분쇄 매체와 포트 벽면과의 마찰계수를 포함하는, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템.
The method of claim 1,
The simulation conditions are
A system for measuring the behavior of the grinding media in the actual grinding field through DEM simulation in the medium-type electric mill, including the rotational speed of the mill, the material of the grinding media, the movement speed of the grinding media, and the friction coefficient between the grinding media and the port wall.
상기 분쇄 매체의 재질은 알루미나, 지르코니아 및 스테인리스스틸을 포함하고,
분쇄 시료는 구리분말이고,
분쇄 매체와 분쇄 시료의 비는 10:1이고,
밀의 회전속도는 100rpm, 300rpm, 500rpm으로 변화되며,
분쇄시간은 최대 24시간인, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템.
4. The method of claim 3,
The material of the grinding medium includes alumina, zirconia and stainless steel,
The pulverized sample is copper powder,
The ratio of the grinding medium to the grinding sample is 10:1,
The rotational speed of the mill is changed to 100rpm, 300rpm, 500rpm,
A system for measuring the behavior of the grinding media in the actual grinding field through DEM simulation in a medium-type electric mill with a grinding time of up to 24 hours.
상기 정량적 측정부는 화상해석기를 이용하여 분쇄 매체의 분율을 정량적으로 측정하는, 매체형 전동밀에서 DEM 시뮬레이션을 통한 실제 분쇄장의 분쇄 매체 거동 특성 측정 시스템.
The method of claim 1,
The quantitative measurement unit quantitatively measures the fraction of the grinding medium using an image analyzer, a system for measuring the behavior of the grinding medium in an actual grinding field through DEM simulation in a medium-type electric mill.
전동밀 내에서의 분쇄 매체의 움직임을 관찰할 수 있도록, DEM 시뮬레이션부가 시뮬레이션 조건을 실제 실험조건과 일치시켜 DEM(Discrete Element Method) 시뮬레이션하는 단계;
분쇄장 설정부가 상기 전동밀 내에서의 분쇄 매체의 실제 움직임의 스냅샷 사진과 상기 DEM 시뮬레이션의 스냅샷 사진을 입력받아 이를 기초로 분쇄장을 설정하는 단계; 및
정량적 측정부가 실험조건을 변화시키면서 설정된 상기 분쇄장에서 분쇄 매체가 차지하는 비율(분율)을 정량적으로 측정하는 단계;를 포함하는 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법.
The method for measuring the behavior of a grinding medium using the system for measuring the behavior of a grinding medium in an actual grinding field through DEM simulation in a medium-type electric mill according to claim 1,
DEM simulation by matching the simulation conditions with actual experimental conditions by the DEM simulation unit to observe the movement of the grinding medium in the electric mill;
receiving, by the grinding field setting unit, a snapshot picture of the actual movement of the grinding medium in the electric mill and a snapshot picture of the DEM simulation, and setting a grinding field based on this; and
Quantitatively measuring the proportion (fraction) of the grinding medium in the set grinding field while changing the experimental conditions by a quantitative measuring unit;
상관관계 검토부가 상기 정량적 측정부에 의해 측정된 분쇄 매체의 분율과 분쇄 시료의 사진을 비교 분석하여 상관관계를 검토하는 단계를 더 포함하는 분쇄 매체 거동 특성 측정 방법.
7. The method of claim 6,
Grinding medium behavior characteristic measuring method further comprising the step of examining the correlation by comparing and analyzing the photo of the grinding sample with the fraction of the grinding medium measured by the quantitative measurement unit by the correlation review unit.
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| KR1020200163172A KR102461991B1 (en) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | System and method for measuring behavioral characteristics of grinding media in actual grinding filed through dem simulation in medium type electric mill |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117282507A (en) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 昆明理工大学 | Optimal grinding medium proportioning method by identifying area selection of inert area in ball mill |
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2020
- 2020-11-27 KR KR1020200163172A patent/KR102461991B1/en active IP Right Grant
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| CN117282507B (en) * | 2023-11-24 | 2024-02-13 | 昆明理工大学 | Optimal grinding medium proportioning method by identifying area selection of inert area in ball mill |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102461991B1 (en) | 2022-11-01 |
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