KR100756419B1 - 고속 회전속도를 갖는 에이치피 300 크라셔를 이용한재생골재 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설폐기물을 파쇄하여 한국공업규격(KS F 2573)의 1종 규격을 충족시키는 품질을 갖는 순환골재를 제공하고자 하는 건설폐기물을 이용한 순환모래의 생산방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본원은 매일 100,000여 톤이 발생하는 건설 폐기물을 파쇄하여 한국공업규격 중 순환골재 1등급에 해당하는 골재를 생산하여 부족한 국내 골재자원으로 재활용을 도모하며, 매립으로 인한 한경오염 방지와 매립지 부족현상을 해소하고자 하는 과제를 갖고 출발한 것이다

본원 발명은 특히 건설폐기물을 파쇄하여 모래를 생산하는 재생골재 생산방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 900~1200 rpm의 회전속도를 갖는 카운터 샤프트를 구비한 HP 300 크라셔를 이용하여 골재의 품질을 저하시키는 원인이 되는 몰타르 성분을 효율적으로 제거하여 양질의 부순모래를 얻기 위한 재생골재 생산방법에 관한 것이다.

HP 300 크라셔, 카운터샤프트, 맨틀, 콘케이브, 간극조절장치

Description

고속 회전속도를 갖는 에이치피 300 크라셔를 이용한 재생골재 생산방법{refresh aggregate production method using HP 300-crasher having high-speed countershaft}

도 1 : 본원에 적용될 수 있는 부순모래 생산시스템

도 2 : 본원에서 제공하는 HP 300 크라셔의 외부 측면도.

도 3 : HP 300 크라셔의 내부 단면도.

******* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *******

10 : 메인 프레임 20 : 편심슬리브

21 : 베벨 기어 22 : 밸런스웨이트 가드

30 : 메인 샤프트 31 : 맨틀 코어

32 : 맨틀 33 : 락볼트

40 : 캡 프레임 41 : 투입호퍼

42 : 콘케이브 50 : 카운터샤프트

51 : 풀리 52 : 피니언 기어

60 : 배출 슈트

본 발명은 건설폐기물을 파쇄하여 한국공업규격(KS F 2573)의 1종 규격을 충족시키는 품질을 갖는 순환골재를 제공하고자 하는 건설폐기물을 이용한 순환모래의 생산방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본원은 매일 100,000여 톤이 발생하는 건설 폐기물을 파쇄하여 한국공업규격 중 순환골재 1등급에 해당하는 골재를 생산하여 부족한 국내 골재자원으로 재활용을 도모하며, 매립으로 인한 한경오염 방지와 매립지 부족현상을 해소하고자 하는 과제를 갖고 출발한 것이다

본원 발명은 특히 건설폐기물을 파쇄하여 모래를 생산하는 재생골재 생산방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 900~1200 rpm의 회전속도를 갖는 카운터 샤프트를 구비한 HP 300 크라셔를 이용하여 골재품질을 저하시키는 원인이 되는 몰타르 성분을 효율적으로 제거하여 양질의 부순모래를 생산하기 위한 재생골재 생산방법에 관한 것이다.

본원에서 HP 300 크라셔라 함은 외국에서 일부의 부품을 수입하여 국내에서 일반적으로 사용하는 콘 크라셔의 구조를 변경 적용하여 순환골재 생산을 위하여 개조한 것으로 골재를 호퍼에 투입하여 편심되는 회전운동을 통하여 골재를 파쇄시키는 장치이고, 폄심 회전하는 맨틀과 콘케이브 사이로 들어간 골재가 맨틀의 편심회전운동에 의해 파쇄되어 작은 모래입자를 생산하게 하는 장치이다.(이하 에서 이 를 HP 300 크라셔라고 칭하여 사용함).

종래의 건설폐기물을 파쇄하기 위한 콘 크라셔에 관한 기술을 살펴보면, 국내특허등록 0377871호 "이물질 자동배출과 자동간극 조절이 가능한 콘크라샤"가 개시되어 있는 바, 상기 특허발명은 유압실린더와 어큐물레이터를 이용하여 투입된 골재에 파쇄가 안되는 이물질이 들어갈 때 자동으로 배출할 수 있도록 하고 맨틀과 콘케이브 사이의 간극을 용이하게 조절할 수 있는 기술사상이 나타나 있다.

그러나, 기존의 콘 크라셔는 카운터샤프트의 회전속도가 약 500~600 rpm 정도밖에 나오지 않아 맨틀의 진동이 빠르지 않고 골재를 파쇄하는 힘이 부족하여 단기간에 많은 양의 골재를 처리하기에는 역부족이었으며, 특히 기존의 콘 크라셔에서는 파쇄하기가 어려워 배출할 수 밖에 없는 이물질이 많은 건설폐기물과 같은 골재를 파쇄하는 데에는 모래의 생산량이 지극히 저조할 뿐 만아니라 생산되는 모래 중의 몰타르 성분이 제거되지 않는 문제점을 갖고 있었다.

또한, 편심회전하면서 골재를 파쇄 및 마쇄하는 맨틀에 크랙이 발생하거나 수리가 필요한 경우 콘케이브를 포함한 콘크라셔 전체를 뜯어내어야만 맨틀을 교체해야 하는 문제점을 가지고 있었다.

이에 본원에서는 기존의 콘 크라셔에서는 달성하기 어려웠던 높은 생산효율로 양질의 부순모래를 생산하고 부순모래 중에 함유된 이물질, 몰타를 성분을 모래입자로부터 효율적으로 박리 및 분리시켜 제거하고자 하는 과제를 갖고 시작한 발 명이다.

더욱 구체적으로는, 건설폐기물로부터 얻어지는 골재나 모래에 많이 부착되어 있는 몰타르 페이스트 성분이 골재나 모래의 품질을 떨어트리는 요인을 제거하기 위하여 본원의 HP 300 크라셔에 재생골재를 일정량 주입하면서 맨틀의 진동을 빠르게하여 맨틀 내부에 채워진 재생 골재 입자끼리 밀착 및 뒤틀림 압박을 줘서 골재나 모래에 부착되어 있는 몰타르 페이스트 성분을 제거하여 양질의 부순모래를 제공하는 부순모래 생산방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

이하에서는 상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 구현수단으로서 본원 발명을 바람직하게 구성한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하고자 한다.

일반적으로 부순모래를 생산하기 위한 전처리 시설로서 본원에 적용될 수 있는 부순모래 생산시스템을 도 1에 도시하여 나타내고자 하였다.

일반적으로 순순골재의 전처리 시설에서 5~50 ㎜ 정도 크기로 파쇄된 처리대상 골재원료에는 다량의 몰타르 페이스트 성분이 골재에 엉켜 붙어있고, 폐 목재, 폐 비닐, 부직포나 헝겊덩어리, 스티로폼 알갱이 등 각종 이물질과 상당량의 토분이 약 5% 에 걸쳐 혼합되어 반입되고 있는 상태인바, 이들을 다시 파쇄하여 0.8~5 ㎜ 정도 크기의 부순모래로 제공하기 위한 시스템을 나타내고 있다.

도 1에 나타난 시스템을 본원발명에서 적용하는 실시예 형태로 설명하여 보면, 전처리 시설에서 5~50 ㎜ 정도 크기로 파쇄된 처리대상 골재원료가 원료투입호 퍼(1)를 통하여 유입되고, 유입된 처리대상 원료는 골재이송콘베이어A(2)를 통하여 골재저장호퍼(3)로 이송되고, 골재저장호퍼(3)의 저장물 중 더 작은 입도로 파쇄시켜 0.8~5 ㎜ 정도 크기의 부순모래로 제공하기 위한 처리대상 원료는 골재이송콘베이어B(4)에 의해 골재파쇄기 HP 300 크러샤(100)로 이송되어 파쇄단계를 거치고, 파쇄물은 다시 골재이송콘베이어C(5)를 통하여 이물질선별 골재세척수조(6)로 유입되어 세척단계를 거치며, 세척된 골재는 세척골재이송에레베이터(7)를 통하여 스크린골재분류기(8)에서 입도 별로 분리되어 0.8~5 ㎜ 정도 크기의 부순모래를 얻고 5 ㎜이상의 잔골재는 다시 원료투입호퍼(1)로 리사이클 되는 시스템으로 부순모래가 제공될 수 있다.

본원발명은 건설폐기물로부터 얻어지는 골재(모래)에 부착되어 있는 몰타르 페이스트 성분이 모래의 품질을 떨어트리는 요인을 제거하기 위하여 본원의 HP 300 크러샤를 사용하여 유입골재량을 일정하게 유지하면서 맨틀의 진동을 빠르게하여 맨틀 내부에 채워진 처리대상 골재끼리 밀착 및 뒤틀림 압박을 줘서 골재나 모래에 부착되어 있는 몰타르 페이스트 성분을 제거하여 양질의 부순모래를 제공하고자 하는 부분에 특징을 갖는바, 도 2에서는 본원에서 제공하는 HP 300 크라셔의 측면도를 도시하고 있고 도 3은 HP 300 크라셔의 내부 단면도를 도시하고 있다.

본원의 HP 300 크라셔는 원통형의 메인프레임(10)의 내부로 편심슬리브(20)가 구비되고 메인프레임의 상단에는 콘케이브(42)와 투입호퍼(41)가 구비된 캡프레임(40)이 설치되며, 메인프레임 외부 측단에서 벨트를 이용하여 모터와 연결되는 풀리(51)가 구비되고 타측 끝단에는 메인프레임 내부에서 편심슬리브(20)의 베벨기 어(21)와 맞물린 피니언기어(52)가 구비된 카운터 샤프트(50)가 설치되며, 상기 편심슬리브의 내부로 베벨기어(21)의 회전에 의해 편심회전하는 메인 샤프트(30)가 구비되되 상기 메인 샤프트의 상부로 맨틀(32)을 장착할 수 있는 맨틀 코어(31)가 구비되어 있는 구조를 갖는다.

상기 맨틀 코어(31)에 맨틀(32)을 장착한 후 메인 샤프트 상단으로 뚫린 나사구멍을 통하여 락볼트(33)를 체결함으로서 맨틀을 고정 설치할 수 있다.

상기 락볼트(33)의 풀림방향은 맨틀의 회전방향과 반대로 하여 맨틀의 회전시 풀리는 것을 방지하는 것이 바람직하며, 맨틀을 교체할 때에는 락 볼트를 풀고 맨틀을 들어올린 후 새로운 맨틀을 끼우고 락 볼트를 다시 체결함으로써 용이하게 맨틀을 교체할 수 있는 장점을 갖는다.

상기 맨틀(32)은 중심축이 기울어진 형태의 메인 샤프트의 회전에 따라 편심회전하면서 진동을 일으키게 되며, 이때 맨틀(32)과 콘케이브(42) 간의 간극이 좁혀지거나 넓어지면서 그 사이에 있는 골재를 파쇄하는 작용을 하게 된다.

모터의 동력으로 회전하는 풀리를 통하여 카운터 샤프트가 회전하게 되면, 편심슬리브의 베벨기어가 상기 카운터샤프트의 끝단에 걸린 피니언 기어와 맞물려 편심슬리브가 편심 회전하게 되고, 상기 편심슬리브의 중앙에 축이 기울어진 메인 샤프트가 편심슬리브와 함께 편심 회전하게 되면서 메인 샤프트의 맨틀 코어(31)에 장착된 맨틀(32)이 편심 회전하면서 파쇄효과를 발생시킨다.

상기 투입호퍼(41)에 골재가 투입되면 골재는 맨틀과 콘케이브 사이에 끼게 되고 맨틀이 닫힐 때에는 골재가 압착되어 모래입자 크기로 파쇄되고 맨틀이 닫힐 때 낙하하는 작용을 거쳐 배출슈트(50)로 배출된다.

낙하하여 배출되는 모래가 메인 샤프트나 카운터 샤프트로 유입되는 것을 방지하기 위한 밸런스웨이트 가드(22)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

특히, 카운터 샤프트(50)의 회전속도를 900~1200 rpm까지 올림으로써, 맨틀의 회전을 더욱 빠르게 하면 단시간 내에 많은 양의 처리가 가능한 것은 물론, 골재에서 파쇄되어 생산되는 모래에서 몰타르 등의 이물질이 용이하게 제거된다는 사실을 확인하고 완성된 발명이다.

[실시 예]

본원의 HP 300 크라셔 구조를 사용하여 생산된 부순모래의 물리적 특성은 KS F 2504의하여 측정하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

부순모래 원료의 규격인 0.08㎜ 이하의 미립자는 사전에 제거하고 -5+0.08㎜ 크기의 모래입자를 대상으로 측정하였다. 실험조건 중 카운터 샤프트(30)의 회전속도를 900~1200 rpm 으로 조절하며 재생과정에서 발생하는 미립자(-0.08㎜)는 건식 분급에 의하여 제거하였다.

표-1. 생산된 부순모래의 특성

산물명	생산율 (wt.%)	흡수율 (wt.%)	절건비중 (gr./㎤)	비고
원 료	100.00	7.49	2.22	-5+0.08㎜
부순 모래	83.8	4.45	2.36	-5+0.08㎜
미립자	16.2	22.11	1.55	-0.08㎜

* 본원의 HP 300 크라셔에 투입되는 원료의 흡수율 및 절건비중은 각각 7.49wt.%와 2.22gr./㎤으로 나타났다. 이러한 특성을 가지는 건설폐기물을 잔골재 재생장치인 본원의 HP 300 크라셔에 투입하여 모타르를 제거한 순환 잔골재의 흡수 율 및 절건 비중은 각각 4.45wt.%와 2.36gr./㎤으로 한국공업규격에 제시된 1종 순환 잔골재 규격에 부합되는 물리적 특성을 나타내고 있음을 알 수 있었다.

본원 기술은 현장에서 적용이 용이하고 부순모래의 생산효율이 높아져 부순모래 생산에 커다란 영향을 미칠 것으로 판단된다.

[비교 예]

지금까지 국내외에서 사용된 회전속도가 약 500~600 rpm 정도를 갖는 콘 크러셔와 본원의 HP 300 크라셔의 기술과 직접 비교는 곤란한 상태이지만 출원인 회사에 설치된 500~600 rpm 정도를 갖는 콘 크러셔와 본원의 HP 300 크라셔의 회전속도를 변화시키면서 생산한 산물에 대하여 물리적 특성을 조사하여 기재하였다.

구분	항목	밀도 (g/㎤)	흡수율 (wt.%)	비고
기존 기술	부순모래	1.9~2.2	5.8	500 rpm
본원 적용기술 (HP 300 크라셔 적용)	부순모래	2.39	4.6	800 rpm
	부순모래	2.43	4.45	1000 rpm
	부순모래	2.42	4.42	1200 rpm
	부순모래	2.40	4.5	1300 rpm

건설폐기물을 파쇄하여 모래를 생산하는데 있어 본원 발명을 이용하면 카운터샤프트의 회전속도가 900~1200 rpm 정도 나오게 되어 맨틀의 진동폭이 많으면서 회전수가 높아 건설폐기물을 파쇄하는 속도가 빠르며, 생산되는 모래에는 몰타르 등의 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.

Claims (2)

1. 건설폐기물로부터 얻어지는 부순모래 골재로부터 몰타르 페이스트 성분을 제거하기 위한 방법에 있어서,

   전처리 시설에서 5~50 ㎜ 정도 크기로 파쇄된 처리대상 골재원료가 원료투입호퍼(1)를 통하여 유입되는 단계;

   유입된 처리대상 원료는 골재이송콘베이어A(2)를 통하여 골재저장호퍼(3)로 이송되는 단계;

   골재저장호퍼(3)의 저장물 중 더 작은 입도로 파쇄시켜 0.8~5 ㎜ 정도 크기의 부순모래로 제공하기 위한 처리대상 원료는 골재이송콘베이어B(4)에 의해 골재파쇄기 HP 300 크러샤(100)로 이송되어 파쇄되는 단계를 갖되;

   HP 300 크러샤(100)는 원통형의 메인프레임(10)의 내부로 편심슬리브(20)가 구비되고 메인프레임의 상단에는 콘케이브(42)와 투입호퍼(41)가 구비된 캡프레임(40)이 설치되며, 메인프레임 외부 측단에서 벨트를 이용하여 모터와 연결되는 풀리(51)가 구비되고 타측 끝단에는 메인프레임 내부에서 편심슬리브(20)의 베벨기어(21)와 맞물린 피니언기어(52)가 구비된 카운터 샤프트(50)가 설치되며, 상기 편심슬리브의 내부로 베벨기어(21)의 회전에 의해 편심 회전하는 메인 샤프트(30)가 구비되고 상기 메인 샤프트의 상부로 맨틀(32)을 장착할 수 있는 맨틀 코어(31)가 장착되는 구조를 갖고, 콘 크라셔의 맨틀을 편심 회전시키는 카운터 샤프트의 회전속도를 1000~1100 rpm으로 유지하여 부순모래 중에 함유된 몰타르 성분을 제거하는 파쇄단계;

   파쇄물은 다시 골재이송콘베이어C(5)를 통하여 이물질선별 골재세척수조(6)로 유입되어 씻겨 지는 세척단계;

   세척된 골재는 세척골재이송에레베이터(7)를 통하여 스크린골재분류기(8)에서 입도 별로 분리되어 0.8~5 ㎜ 정도 크기의 부순모래를 얻는 단계;

   를 포함하여 제공되는 것을 특징으로 하는 재생골재 생산방법.
2. 삭제

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