KR20240010869A - 중력과 전자석을 이용한 철금속과 비철금속 스크랩 선별방법과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 각종 산업현장 혹은 각종 기계류 등으로 사용되었던 각종 철금속 스크랩 중에 함유된 철 또는 비철 성분 등을 떨어지는 중력 가속도와 전자석을 이용하여 분리하는 방법과, 이를 구현하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 스크랩 선별 방법은, 스크랩된 1차 분쇄하는 단계와; 1차 분쇄된 스크랩 중에서
철금속과 비철금속을 자기 선별하는 단계와 선별된 스크랩을 분류하는 단계로 나뉘게된다
1차 분쇄된 스크랩을 떨어지는 가속도와 이에 전자석을 이용하여 철금속은 전자석의 영향을 받아 비철금속에 비해 보다 더큰 낙하에너지를 받게됨으로써 분류기로 향하는 단계에서
전자석의 영향을 받지못한 비철금속등은 운반하는 켄베이어벨트에서 바로 낙하돼고 전자석의 영향을 받은 철금속은 중력가속도에 더해 전자석의 힘에 의하여 더 많은 거리에 위치한 분류통에 떨어지는 것을 이용한 것이다
본 발명의 철금속과 비철금속 스크랩 선별 방법과 장치는, 철금속의 회수율을 현저히 향상시킬 수 있으며, 그에 따라, 간단하게 두 개의 다른재질 물질등을 쉽게 분리할 수 있다 이에 많은 비용 절감이 가능한 장점이 있다.

Description

중력과 전자석을 이용한 철금속과 비철금속 스크랩 선별방법과 장치{Device for sorting metal and nonmetal scrap using gravity and electromagnet}

본 발명은, 스크랩 중에 함유된 철 또는 비철 성분 등의 이물질을 분리하는 방법과, 이를 구현하기 위한 중력과 전자석을 이용한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 스크랩 선별 방법은, 스크랩된 1차 분쇄하는 단계와; 1차 분쇄된 스크랩 중에

서 철금속과 비철금속을 자기 선별하는 단계와 선별된 스크랩을 분류하는 단계로 나뉘게된다

1차 분쇄된 스크랩을 떨어지는 가속도와 이에 전자석을 이용하여 철금속은 전자석의 영향을 받아 비철금속에 비해 보다 더큰 낙하에너지를 받게됨으로써 분류기로 향하는 단계에서

전자석의 영향을 받지못한 비철금속등은 운반하는 켄베이어벨트에서 바로 낙하돼고 전자석의 영향을 받은 철금속은 중력가속도에 더해 전자석의 힘에 의하여 더 많은 거리에 위치한 분류통에 떨어지는 것을 이용한 것이다

본 발명의 철금속과 비철금속 스크랩 선별 방법과 장치는, 철금속의 회수율을 현저히 향상시킬 수 있으며, 그에 따라, 간단하게 두 개의 다른재질 물질등을 쉽게 분리할 수 있다 이에 많은 비용 절감이 가능한 장점이 있다.

본 발명은, 각종 산업현장 혹은 각종 기계류 등으로 사용되었던 각종 철금속 스크랩 중에 함유된 철 또는 비철 성분 등을 떨어지는 중력 가속도와 전자석을 이용하여 분리하는 방법과, 이를 구현하기 위한 장치에 관한 것이다.

철금속은 가장 많이 사용되고 있는 금속으로서, 여러 가지 물질과 결합되어 제조되고 사용되어진다. 그런 물질로는 프라스틱 ,목재,철금류,유리 등 많은 물질과 접착 혹은 융합되어 가정용품, 건축, 차량, 기계, 전기, 전자 등 가정과 산업 전분야에 걸쳐 사용되고 있다.

상기와 같은 철금속은 폐기되고 재생될때 스크랩을 통하여 혼합된 형태의 비철금속과 철금류로 분리된다 상기와 같은 철금속은 재활용이 비교적 용이한 금속이기는 하나, 재활용에 문제가 있는 바, 각종 건축자재, 공작기계 든 산업 전반에서 사용되었던 각종 철금류 스크랩을 재활용하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

회수된 각종 철금류 비철금류는 사용되었던 용도에 따라 그 자체가 다양한 성분 조성을 가지고 있으며, 그 표면에는 각종 표면처리층이나 인쇄층이 피복되어 있을 뿐 아니라, 함께 사용되었던 볼트, 너트 등의 철 성분이나 합성수지 등 각종 불순물이 섞여 있는 상태로서, 철금류 스크랩을 활용하기 위해서는 우선 스크랩 중에 혼합된 철 성분을 선별해야만 하는 바, 철스크랩을 할 수 있는 파쇄기가 사용되고 있다.

즉, 철금속 스크랩을 분쇄한 후 분쇄기를 통과시키게 되면, 스크랩에 혼합되어 있던 철 성분과 비철금속이 혼재되어 나타나게된다

그 이후 자기선별기를 통하여 금속류를 분리하게된다 그러나, 상기와 같이 자기 선별기를 이용한 단순한 철 성분의 분리는, 그 효율성이 떨어질 뿐만 아니라, 철 성분이 분리된 스크랩에는 여전히 비철 성분, 예를 들어, 플라스틱 등과 같은 각종 합성수지류 등이 혼합되어 있으나, 그 이상 선별하기가 매우 어려운 실정이다.

그리고, 상기와 같 철금류 스크랩 분리작업은 드로스가 다량 발생되면서 철금류 회수율을 떨어뜨리게 됨으로써, 생산성 저하와 함께 제조 비용이 상승된다.

또한, 비철금류 스크랩의 성분 중 철금류를 제외한 다른 성분들이 모두 불순물의 역할을 하게 되기 때문에 많은 단계의 분리과정이 필요로 되어 생산성이 더욱 저하하게 될 뿐만 아니라, 분리기술이 부족할 경우에는 다량의 불량이 발생하게 되는 위험이 있다.

이는 시간적으로나 금전적으로 많은 손해가 발생하는 문제점이 발생하게된다.

본 발명은 철금류 스크랩을 재활용하기 위하여 철금류 외의 각종 성분들을 분리하는 종래의 방법이 가지고있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 철금류 스크랩에서 철 성분은 물론 비철 성분까지도

효율적으로 분리해낼 수 있는 선별 방법과 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 분쇄기와 연결된 컨베이어 벨트에 낙차를 두고 전자석을 이용하여 떨어지는 낙하의 힘을 더해주는 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 철금류 스크랩 선별 방법은, 철금류 스크랩을 적절한 크기로 1차 분쇄하는 단계와1차 분쇄된 스크랩을 낙차를 이용하여 컨베이어에 투입하는 단계와 컨베이어에 장착하는 적자석을 통과시키는 단계 등으로 이루어진다.

즉, 1차 분쇄된 스크랩에 혼합되어 있는, 철 성분 등과 같이 자성체 특성을 가진 물질과 비철금속 불순물은 분쇄기에서 나와 컨베이어 벨트를 타고 이동하게되는데 이에 컨베이어 벨트를 낙차를 크게하여 떨어지는 속도를 빨리하고 이에 더하여 전자석을 이용하여 떨어지는 철금류에 전자석힘을 가하여 그속도를 더해준다

이때, 상기와 같은 분쇄 및 선별 과정을 거치게 되는 철금류 스크랩은, 건축자재, 예를 들어, 창호 프레임 등과 같이 볼트, 너트 등의 철 성분, 각종 씰링재나 롤러 등의 합성수지가 함께 사용되는 스크랩이며, 캔 등과 같이 대부분 철금류로 이루어진 스크랩은, 떨어지는 가속도와 전자석의 힘을 받게 되므로 그 떨어지는 힘은 비철금속에 비해 현저히 힘과 가속도를 가지게된다.

상기와 같이 이루어지는 철금류 스크랩 선별 방법을 구현하기 위한 장치는,

1차 분쇄기와 연결된 컨베이어와 컨베이어 마지막 단게에 설치된 전자석, 밑으로 떨어지는 비철금속과 철금류를 분리하는 분리통 등으로 구성되는 바, 각각을 살펴보면 다음과 같다.

1차 분쇄기는, 철금류 스크랩을 적절한 크기로 분쇄함으로써 그 내부에 들어 있는 철 성분이 비철금류 스크랩과 쉽게 분리될 수 있는 상태로 만들어 주는 역할을 한다.

즉, 철금류 스크랩 내부에 결합되어 있던 각종 프라스틱 등 비철류 등이 분쇄된 스크랩 외부로 나오도록 한다.

1차 컨베이어는, 상기 1차 분쇄기에서 분쇄된 스크랩을 자기 선별기로 운반, 투입하는 역할을 하는 것으로, 중력가속도의 힘을 받게하기위하여 각도를 충분히 조절해 주어야 한다.

1차 컨베이어는 혼합된 물질등을 밑으로 운반하는데 최대한 전자석의 힘과 가속도를 받기위하여 컨베이어의 마지막 단계에 전자석을 설치하여 준다

분류통은 전자석의 힘을 받지못한 비철금속을 받기위하여 컨베이어의 바로 아래에 위하게하고 철금류를 분리수거하게되는 분류통은 전자석의 힘을 받아 떨어지게되는 위치에 고정한다

이는 전자석의 힘을 받고 중력 가속도를 받은 금속은 받은 힘에 의하여 좀더 먼거리로 떨어지는 원리를 이용한 것이다.

컨베이어는, 분쇄기에 의해 철 성분이 분리된 1차 분쇄 스크랩을 전자석이 위치한 곳으로 이용시키는 역할 하는컨베이어이다.

컨베이어에는 본발명에 포함된 전자석과 센서가 포함되어잇고 분쇄된 스크랩에서 합성수지 등의 비철 성분을 분리하기 위한 것으로, 컨베이어에 전기적으로 자성을띄는 전자석 장치와 센서사 결합된 것이다.

분쇄기에서 분쇄된 스크랩은, 연결된 컨베이어 투입된 후 컨베이어 시스템에 의해 이동하게

되며, 이 과정에서 컨베이어 하단에 장치된 전자석에 의하여 철금류와 비철 성분이 분류된다.

이때, 중력가속도와 전자석의 힘을 형성시키는 조건과 스크랩의 크기를 적절히 조절해 주어야만 선별 효율성을 극대화할 수 있다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 실시예 방법의 공정 블록도를 도시하엿다

도 2에 본 발명 실시예 장치의 구성도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 발명의 철금류 스크랩 선별 방법은,

철금류 스크랩을 적절한 크기로 1차 분쇄하는 단계(분쇄기통과)

1차 분쇄된 스크랩을 연결된 컨베이어에 운반하는 단계(중력가속도 단계)

컨베이어에서 떨어지는 물질을 전자석으로 낙하에너지와 전자석에너지를 이용하는단계와

전자석의 힘이 더해진 철금류와 비철 성분등을 받아내어 분류하는 단계의 순차적인 공정들로 이루어진다.

그리고, 상기와 같은 선별 방법을 실시하기 위한 장치는,

수집된 철금류 스크랩을 적절한 크기로 분쇄하기 위한 1차 분쇄기

상기 1차 분쇄기에서 분쇄된 스크랩을 이동시키기 위한 1차 컨베이어

상기 1차 컨베이어에 의해 운반되어 온 스크랩중의 철 성분을 전자석의 자력으로 분리하는 전자석과 센서등의 장치

전자석의 힘을 받아 떨어지는 위치가 다른점에 착안한 분리통 등으로 구성된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 철금류 스크랩 선별 방법과 장치는, 다양한 종류의 철금류 스크랩에 철 성분 및 비철 성분을 효율적으로 선별할 수 있기 때문에 철금류 스크랩의 재활용율은 철금류 회수율을 현저히 향상시킬 수 있으며, 스크랩의 용해 생산성 제고에 의한 제조 비용 절감이 가능한 장점이 있다.

도면 1은 대표도
도면 2는 컨베이어의 각도 배정도
도면3 내지 도면 4는 본 발명에 따른 전자석과 센서의 구조도

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면1은 전체적인 대표도로써 비철금속과 철금류를 분리하기위하여 만들어진 분리장치의 대표도로서, 3단계의 기능을 보여주고 있다

즉 폐기물을 적재하여 본발명의 분류장치인 전자석과 센스 부분인 컨베이어 부분과 물질을 분쇄하기위한 분쇄기 부분 그리고 분류가 되어진 비철금류와 철금류를 받아내기위한 분류통 등으로 나뉘게 된다

이러한 상태에서 대표도와같은 작업틀에 마련된 분쇄기에 혼합된 폐기물을 집어넣게 되고 도면 2에 나오는 컨베이어의 각도를 충분히 주고 나서 분쇄기에서 나오는 혼합물질등을 켄베이어를 통하여 낙하시키는 단계 그후 떨어지는 혼합물을 전자석과 센서를 이용하여 자성이 있는 물질에 보다큰 에너지를 줌으로써 떨어지는 거리를 상이하게 하는 단계로 나뉘게된다

떨어지는 가속도에 전자석의 힘을 받은 금속류는 에너지를 얻게되고 그에따른 비거리가 달라지게된다

전자석의 영향을 받지않는 비철금류는 떨어지는 중력 가속도만을 가지게 됨으로써 떨어지는 비거리는 현저히 전자석의 에너지를 받은 철금류와는 현저히 차이가 난다

본발명은 이에 착안하여 떨어지는 비거리에 따라 두종류의 물질을 분류할수 있개 하는 장치이다.

켄베이어의 각도를 조절하는 것은 각 현장의 다름이 있을수잇기에 그 각도는 현장에 맞게 조절해야한다

즉 각도가 가파를수록 중력가속도와 전자석의 힘을 받는 철금류의 낙하 비거리는 현저히 커지게되고 각도가 유지되지못한 현장은 떨어지는 속도에 유의하여 분류통의 거리를 조절해야한다

또한 켄베이어의 각도의 현장의 면적에도 영향을 미칠수 잇으므로 향후 그 제원표를 만들어서 사용할수 있을 것이다

켄베이어에서 떨어지는 물체의 이동은 같이 설치된 센서에 의하여 포착되어지고 센서에 반응한 전자석은 즉각적으로 반응을 하여 전자력의 힘으로 철금류를 당겨주게 되고 이물질이 지나가면 2차 센서에 의하여 그 작동을 멈추게 됨으로써 당겨지는 힘인 자력과 통과된 철금류의 낙하속도는 현저히 빨라지게된다 이후 2차센서에 의하여 전자석은 작동을 멈추게되고 전자석의 힘을 받은 철금류는 계속적으로 중력과 전자석의 힘을 받아 밑으로 하강하여 그 속도에 따라 비거리가 비철금류에 비해 길어지게 된다

또한 전자석의 힘을 받지못한 비철금류는 중력 가속도의 힘만 받게되므로 철금류에 비하여 떨어지는 힘이 약하여 그 비거리는 철금류에 비하여 차이가 나게되고 켄베이어를 통과함과 동시에 밑으로 자유낙하하게 되는 원리인 것이다.

상기의 공정을 완료한 다음 두 개의 상이한 재질을 분리 재생함으로써 시간과 에너지를 절약하게 하는것으로써 기존의 방식 작업에 비해 환경 오염 및 작업속도의 향상 그리고 에너지의 낭비를 줄일 수있다

재생용품을 분리하는 모든 산업현장에서 약간의 변형을 통하여 목적에 맞게 사용되어질수있다

대표도 각 기계 파트에 대한 설명
도면1 전자석과 켄베이어의 도형
도면2 분류통의 도형

Claims (1)

1. 철금류 스크랩에서 철금류를 선별하는 방법에 있어서,
   철금류 스크랩을 컨베이어에서 전자석과 센서를 이용하여 떨어지는 물질의 낙하속도와 비거리의 차이를 통한 철금류와 비철금류의 분리짐을 특징으로 하는 철금류 스크랩 분류 방법.