KR101528284B1 - 분말 공급 시스템 및 분말 공급 방법 - Google Patents

Abstract

분말 공급 시스템이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 분말 공급 시스템은, 제 1 분말을 저장 및 공급할 수 있는 제 1 분말 공급 장치; 상기 제 1 분말과 혼합되는 복수의 첨가제 분말 각각을 저장 및 공급할 수 있는 복수의 첨가제 분말 공급 장치 및 상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치로부터 각각 공급된 상기 복수의 첨가제 분말을 혼합하고 혼합된 분말의 양을 측정하는 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치를 포함하되, 상기 제 1 분말 공급 장치는 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 상기 제 1 분말 중 일부가 공급될 수 있도록 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 연결된 공급관을 포함하며, 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 공급되지 않고 상기 제 1 분말 공급 장치 내에 잔존하는 나머지 제 1 분말과, 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치 내에서 혼합된 상기 제 1 분말 중 일부와 상기 복수의 첨가제 분말의 혼합물을 공급받아 상기 제 1 분말과 상기 복수의 첨가제 분말의 최종 혼합물을 형성하는 분말 혼합기를 포함한다.

Description

분말 공급 시스템 및 분말 공급 방법{Powder supply system and method thereof}

본 발명은 분말 공급 시스템 및 분말 공급 방법에 관한 것이다.

수분사를 이용한 Fe 분말 제조 공정에서는, 먼저 전로에서 생산된 용강 또는 전기로에서 철 스크랩을 용해하여 고압의 물을 낙하하는 용융금속에 분사하여 금속 분말을 만들고, 이를 탈수/건조한 후에 불순물을 분리하게 된다.

이러한 건조 분말을 고온 환원 분위기의 환원로에 투입하여 환원시키면 케이크 형태의 환원 분말이 만들어지는데, 이를 파쇄/분급하는 등의 후공정을 거치면 평균입도 약 70㎛의 순철 분말이 만들어 진다.

금속 분말을 사용하여 부품을 생산하는 분말 야금사에서는 분말 공급사로부터 순철 분말, Cu 분말, Ni 분말, 윤활제, Graphite 분말 등을 개별 구매하여 혼합하거나, 분말 공급사로부터 원하는 조성의 예비 혼합 분말(Premix)을 구입한다.

최근에는 분말 혼합 과정에서의 미세 먼지에 대한 환경 문제, 혼합분말의 품질 균일도 문제 등으로 인해 분말 공급사에서 미리 혼합되어 나오는 예비 혼합 분말(Premix)에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다.

금속 분말을 혼합하기 위해 사용되는 대표적인 혼합기로서, 더블 콘 혼합기(Double cone mixer)와 나우타 혼합기(Nauta mixer)가 공지되어 있는데, 이는 Fe 분말과 기타 분말을 균일하게 혼합하면서도 Fe 분말의 형상을 변형시키지 않기 위해 다양한 기술을 적용하고 있다.

더블 콘 혼합기(Double cone mixer)는 대용량의 혼합에서는 혼합 균일도 저하나 Fe 분말의 형상 변형 등의 문제가 발생할 소지가 커서 500kg~3ton 정도의 범위에서 주로 사용되고 있다.

이에 비해 나우타 혼합기(Nauta mixer)는 대용량의 혼합에서도 혼합분말의 조성 균일도를 확보할 수 있고, Fe 분말 형상 변형도 최소화할 수 있는 것으로 알려져 있어 최대 20Ton 규모의 대용량 혼합에도 적용되고 있다.

특히 나우타 혼합기(Nauta mixer)는 주요 암(main arm)이 큰 원을 그리며 용기 내부에서 회전하고, 동시에 자전하면서 분말들을 섞어주고, 암에 붙어있는 스크류 블레이드에 의해 상하로 분말들이 이동하면서 혼합 균일도를 높인다.

분말 야금(PM:Powder Metallurgy) 부품 업체에서는 주로 상용 혼합기를 구매하고, 계량 장치를 사용하여 혼합 분말 조성에 맞는 중량을 혼합기 용량에 맞춰 투입하여, 목표 혼합 시간을 정하여 분말을 혼합하게 된다.

이때 현장 작업자에 의해 수동으로 분말 계량이 이루어져 분말 비산에 따른 환경 안전 문제와 혼입에 따른 Lot 불량 등의 문제가 발생하기도 한다.

본 발명의 일 실시예는 혼합 분말을 제조하기 위해 수동으로 계량 및 공급되던 분말 혼합 공정을 자동화하고, 중간 단계의 고농축 Fe 분말 예비 혼합 제조 공정을 조합함으로써 Fe 혼합 분말의 성분 균일도를 확보할 수 있는 분말 공급 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 최종 혼합기에서의 혼합 시간을 축소하여, Fe 분말의 형상 변형을 억제하고, 제조 공정에서의 보건 환경 문제를 방지하며, 분말 혼합 오차를 사전에 예방할 수 있는 분말 공급 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 분말 공급 시스템으로서, 제 1 분말을 저장 및 공급할 수 있는 제 1 분말 공급 장치; 상기 제 1 분말과 혼합되는 복수의 첨가제 분말 각각을 저장 및 공급할 수 있는 복수의 첨가제 분말 공급 장치 및 상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치로부터 각각 공급된 상기 복수의 첨가제 분말을 혼합하고 혼합된 분말의 양을 측정하는 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치를 포함하되, 상기 제 1 분말 공급 장치는 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 상기 제 1 분말 중 일부가 공급될 수 있도록 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 연결된 공급관을 포함하며, 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 공급되지 않고 상기 제 1 분말 공급 장치 내에 잔존하는 나머지 제 1 분말과, 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치 내에서 혼합된 상기 제 1 분말 중 일부와 상기 복수의 첨가제 분말의 혼합물을 공급받아 상기 제 1 분말과 상기 복수의 첨가제 분말의 최종 혼합물을 형성하는 분말 혼합기를 포함하는 분말 공급 시스템이 제공된다.

이 때, 상기 제 1 분말 공급 장치와 상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치와 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치 각각은 분말을 저장하는 용기; 상기 용기 내에 저장된 분말을 상기 용기 내부에서 혼합할 수 있는 교반기 및 상기 용기 내의 상기 분말의 용량을 측정할 수 있는 용량 측정 수단을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 용량 측정 수단은 상기 용기에 장착되어 상기 용기 내의 분말의 중량을 측정하는 로드 셀; 상기 로드 셀에 의하여 측정된 상기 분말의 중량에 따라 상기 용기 내의 분말을 정량 공급하기 위한 제어기를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 공급되는 상기 제 1 분말 중 일부는 상기 제 1 분말 전체 양 중 10~50% 일 수 있다.

이 때, 상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치 각각은 상기 제 1 분말 공급 장치의 20%의 저장 및 공급 용량을 가질 수 있다.

이 때, 상기 상기 제 1 분말 공급 장치와 상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치와 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치의 하류에 각각 설치되는 온오프 밸브를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 분말은 Fe 분말이며, 상기 복수의 첨가제 분말은 Ni 분말, Cu 분말, Graphite 분말, 윤활제 및 MnS 분말을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제 1 분말과 복수의 첨가제 분말을 혼합하여 공급하는 분말 공급 방법으로서, 제 1 분말을 제공하는 제 1 단계; 복수의 첨가제 분말 각각을 제공하는 제 2 단계; 제 1 분말 중 일부를 각각 제공된 복수의 첨가제 분말과 1차로 혼합하여 고농축된 제 1 분말 예비 혼합물을 형성하는 제 3 단계; 상기 제 1 분말 중 나머지 일부를 상기 제 1 분말 예비 혼합물과 2차로 혼합하여 최종적으로 목표하는 조성의 제 1 분말 최종 혼합물을 형성하는 제 4 단계를 포함하는, 분말 공급 방법이 제공된다.

이 때, 상기 복수의 첨가제 분말과 1차 혼합된 상기 제 1 분말 중 일부는 상기 제 1 분말 전체 양의 10~50% 일 수 있다.

이 때, 상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계에서는 각각의 단계에서 제공되는 분말의 양을 측정하고, 목표하는 조성의 제 1 분말 최종 혼합물을 형성하기 위한 정량의 분말을 제공할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계에서는 각각의 단계에서 제공되는 분말을 균일하게 혼합할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 분말 공급 장치는 Fe분말과 첨가제를 혼합함에 있어서 자동화된 계량 및 정량 공급 시스템과 고농축 혼합 분말을 제조하는 중간 공정을 둠으로써 수동 혼합 공정에서 발생할 수 있는 분말 비산에 따른 보건 환경 문제를 사전에 예방할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치는 고농축 예비 혼합 분말과 Fe 분말을 섞는 최종 혼합 단계를 나누는 2단계 혼합 공정을 통해 윤활제 등의 첨가제가 균일하게 혼합되도록 하여 최종 분말 야금 부품의 불량율 감소와 성능 향상을 가져올 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 시스템의 혼합 첨가제 혼합 및 정량 공급 장치의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 방법의 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 시스템(1)의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 시스템(1)은 제 1 분말 공급 장치(10), 복수의 첨가제 분말 공급 장치(30), 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 그리고, 분말 혼합기(40)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 분말은 Fe 분말일 수 있으며, 제 1 분말과 혼합되는 복수의 첨가제 분말은 Ni 분말, Cu 분말, Graphite 분말, 윤활제 및 MnS 분말을 포함할 수 있다. 다만, Fe 분말과 혼합되는 복수의 첨가제 분말이 이에 제한되는 것은 아니다.

이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 시스템은 Fe 분말을 복수의 첨가제 분말과 혼합하여 공급하는 시스템일 수 있다. 본 실시예에서는 Fe 분말을 복수의 첨가제 분말과 혼합하는 구성에 대하여 예시하였으나, 제 1 분말 및 복수의 첨가제 분말은 그 밖의 다른 원 재료 분말일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 분말인 Fe 분말은 제 1 분말 공급 장치(10)에 저장된 후 공급된다. 제 1 분말 공급 장치(10)는 제 1 분말을 균일하게 공급하기 위하여 제 1 분말을 저장할 수 있는 용기와, 용기 내에 저장된 제 1 분말을 교반할 수 있는 교반기(11) 및 용기 내에 저장된 제 1 분말의 용량을 계측할 수 있는 용량 측정 수단(18)을 포함할 수 있다. 그리고 제 1 분말 공급 장치(10)는 제 1 분말을 공급하기 위한 분말 공급기를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 분말인 Fe 분말을 저장할 수 있는 용기는 적어도 1.0 ton 이상의 Fe 분말을 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 분말 공급 장치(10)는 분말 혼합기(40)와 제 1 공급관(12)에 의하여 연결되며, 후술하는 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)와 제 2 공급관(14)에 의하여 연결된다. 이에 따라 제 1 분말 공급 장치(10) 내에서 공급되는 제 1 분말은 제 1 공급관(12)을 통하여 분말 혼합기(40)로 공급될 수 있으며, 제 2 공급관(14)을 통하여 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)로 공급될 수 있다. 한편, 제 1 공급관(12) 및 제 2 공급관(14)에는 온오프 밸브(16)가 설치되어 제 1 공급관(12) 및 제 2 공급관(14)을 개폐할 수 있도록 형성된다.

한편, 복수의 첨가제 분말은 복수의 첨가제 분말 각각을 저장할 수 있는 복수의 첨가제 분말 공급 장치(30)에 각각 저장된 후 공급된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, Fe 분말과 혼합되는 복수의 첨가제 분말은 Ni 분말, Cu 분말, Graphite 분말, 윤활제 및 MnS 분말일 수 있으며, 이와 같은 5종의 첨가제 분말을 각각 저장하도록 5개의 첨가제 분말 공급 장치(30a,30b, 30c, 30d, 30e)가 제공된다.

이 때, Fe 분말과 혼합되는 첨가제 분말을 공급하는 5개의 첨가제 분말 공급 장치(30a,30b, 30c, 30d, 30e)는 각각의 첨가제 분말을 저장하는 용기와, 용기 내에 저장된 첨가제 분말을 교반할 수 있는 교반기(31a, 31b, 31c, 31d, 31e) 및 용기 내에 저장된 첨가제 분말을 계측할 수 있는 용량 측정 수단을 포함할 수 있다. 이 때, 각각의 첨가제 분말 공급 장치(30)는 첨가제 분말을 공급하기 위한 각각의 분말 공급기(34a, 34b, 34c, 34d, 34e)를 구비할 수 있다.

한편, 5개의 첨가제 분말 공급 장치(30a,30b, 30c, 30d, 30e)는 제 1 분말 공급 장치(10)의 용기의 용량 대비 20% 정도의 첨가제 분말을 저장할 수 있는 용량의 용기를 구비할 수 있다. 복수의 첨가제 공급 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e) 각각은 첨가제 분말 공급관(32a, 32b, 32c, 32d, 32e)을 통하여 후술하는 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)로 연결된다. 이 때, 첨가제 분말 공급관(32a, 32b, 32c, 32d, 32e)에는 온오프 밸브(16)가 설치되어 첨가제 분말 공급관(32a, 32b, 32c, 32d, 32e)을 개폐할 수 있도록 형성된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)가 복수의 첨가제 분말 공급 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)로부터 각각 공급된 복수의 첨가제 분말을 혼합하고 혼합된 분말의 양을 측정한 후 혼합된 분말을 공급하도록 제공된다.

첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)는 복수의 첨가제 분말 공급 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)의 하류에 위치되어 복수의 첨가제 분말 공급 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e) 각각으로부터 공급된 복수의 첨가제를 용기에 저장한 후 용기 내에서 복수의 첨가제 분말을 혼합하고 혼합된 첨가제 분말을 후술하는 분말 혼합기(40)로 공급한다.

이를 위하여 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)는 첨가제가 혼합되는 용기와, 용기 내에 저장된 분말을 교반할 수 있는 교반기(21) 및 용기 내에 저장된 분말을 계측 할 수 있는 용량 측정 수단(28)을 포함한다. 이 때, 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)는 혼합된 분말을 공급하기 위한 분말 공급기를 구비할 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)는 제 1 분말 공급 장치(10)와 제 2 공급관(14)에 의하여 연결되어, 제 1 분말이 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 내로 공급될 수 있도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 첨가제와 혼합되는 전체 Fe 중 10~50%의 Fe 분말이 제 1 분말 공급 장치(10)로부터 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 내에 공급되어, 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 내에서 복수의 첨가제와 함께 1차로 혼합된다. 이에 따라 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 내의 용기에는 고농축된 Fe 분말 예비 혼합물이 저장된다.

이와 같이 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 내에 저장된 고농축된 Fe 분말 예비 혼합물은 제 3 공급관(17)을 통하여 분말 혼합기(40)로 공급된다.

분말 혼합기(40)에서는 제 1 분말 공급 장치(10)로부터 공급된 나머지 Fe 분말과 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)로부터 공급된 고농축 Fe 분말 예비 혼합물을 다시 혼합하여 최종적인 Fe 혼합물을 형성한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 시스템의 첨가제 혼합 및 정량 공급 장치의 내부 구성도이다. 도 2를 참조하여 첨가제 혼합 및 정량 공급 장치의 세부 구성을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 분말 공급 장치(10), 첨가제 분말 공급 장치(30), 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 및 분말 혼합기(40)는 동일한 구성으로 이루어질 수 있는 바, 제 1 분말 공급 장치(10), 첨가제 분말 공급 장치(30) 및 분말 혼합기(40)의 구성에 대한 상세한 설명은 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)의 구성에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

도 2를 참조하면, 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)는 용기(22), 교반기(21), 용량 측정 수단(28) 및 분말 공급기(24)를 포함할 수 있다.

용기(22)는 원통형이며 종방향 단면이 v자형인 호퍼로 이루어질 수 있다.

용기(22)의 내부에는 첨가제를 혼합하기 위한 교반기(21)가 설치된다. 교반기(21)는 구동 모터(23)에 의하여 교반기(21)의 날개가 용기(22) 내부에서 회전가능하도록 형성된다.

용기(22)의 하단부에는 분말 공급기(24)가 설치된다. 분말 공급기(24)는 수직형 스크류 공급기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다,

분말 공급기(24)는 스크류 샤프트(25)에 의하여 서보 모터(26)에 연결되어 후술하는 제어기의 제어에 따라 용기(22)의 하단부로 공급되는 분말의 양을 조절할 수 있도록 형성된다.

용기(22)에는 분말의 공급량을 측정할 수 있도록 용량 측정 수단(28)이 설치된다. 용량 측정 수단(28)은 용기(22)에 결합되는 로드 셀(27) 및 제어기(29)를 포함한다.

로드 셀(27)은 예를 들어 분말이 포함된 용기(22)의 중량을 측정하여 용기(22) 내에 저장된 분말의 양을 정밀하게 측정할 수 있다. 보다 정밀한 측정을 위하여 복수 개의 로드 셀이 용기에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로드 셀(27)에서 측정된 분말의 양에 따라 제어기(29)가 분말 공급기(24)를 구동하는 서보 모터(26)를 제어함으로써, 분말 공급기(24)를 통하여 토출되는 분말의 양을 정밀하게, 예를 들어 0.2%의 오차 범위 내에서 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 분말 공급 장치(10), 첨가제 분말 공급 장치(30) 및 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20) 각각의 내부에 저장된 분말의 양이 용량 측정 수단에 의하여 개별적으로 계측된 후 각각의 장치로부터 공급되는 분말의 양이 정밀하게 조절될 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 작업자가 제어기를 제어하여 혼합되는 제 1 분말 및 첨가제 분말의 양을 선택하고, 그에 따라 혼합되는 제 1 분말 및 첨가제 분말의 양이 제어되어 최종적으로 혼합되는 최종 혼합물의 조성을 조절할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분말 공급 시스템(1)의 제어는 PLC-HMI를 기반으로 한 PC 제어를 통하여 투입하고자 하는 분말의 정량을 제어하여 공급할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 방법의 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 분말을 공급하기 위하여 먼저 제 1 분말을 제 1 분말 공급 장치(10)에 공급한다. (S10 단계) 이 때, 제 1 분말은 Fe 일 수 있으며, 전체 최종 혼합물의 전체 중량의 90~95%를 차지할 수 있다.

그리고, 복수의 첨가제 분말 각각을 각각의 첨가제 분말 공급 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)에 공급한다. (S20 단계 ) Fe 분말과 혼합되는 첨가제의 중량은 전체 최종 혼합물의 전체 중량의 10 ~ 5% 일 수 있다. 이 때 복수의 첨가제 분말은 Ni 분말, Cu 분말, Graphite 분말, 윤활제 및 MnS 분말을 포함할 수 있다.

그 후 제 1 분말 공급 장치(10)로부터 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)로 Fe 분말의 10~50%를 공급하고, 각각의 첨가제 분말 공급 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)로부터 각각의 첨가제를 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)로 공급하여, 혼합한다.

이 때, 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)로 공급되는 Fe 분말 및 첨가제의 중량은 제 1 분말 공급 장치(10) 및 각각의 첨가제 분말 공급 장치(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)에 설치되는 용량 측정 수단에 의하여 그 용량이 정밀하게 제어될 수 있다.

첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)에서 혼합된 제 1 분말의 일부 및 각각의 첨가제 혼합물은 1차적으로 혼합되어 고농축된 Fe 분말 예비 혼합물을 형성한다. (S30 단계)

그 후 제 1 분말 공급 장치(10)로부터 나머지 Fe 분말을 분말 혼합기(40)로 공급하고, 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치(20)로부터 고농축된 Fe 분말 예비 혼합물을 분말 혼합기(40)로 공급하여 최종적으로 Fe 분말 최종 혼합물을 형성한다. (S40 단계)

이와 같이 생성된 Fe 분말 최종 혼합물을 사용자에게 공급한다. (S50 단계)

일반적으로 혼합기에서는 분말 혼합 시간이 증가할수록 혼합 분말의 균일도는 충분히 확보할 수 있지만, 그에 반해 Fe 분말의 형상이 점점 무뎌져서 원형에 가깝게 되고 결과적으로 성형 강도가 떨어지게 된다. 따라서, Fe 분말과 윤활제, Graphite 분말, Cu 분말 등의 금속 분말을 혼합할 때에는 전체 혼합 분말의 균일성은 극대화하면서도 Fe 분말의 불규칙성을 유지하는 것이 가장 이상적인 혼합 기술이다.

본 발명의 일 실시예에서는 PLC-HMI 기반 PC 제어를 통해 투입하고자 하는 분말의 정량을 제어하여 공급하고, 최종 분말 혼합기에 투입하기 전에 고농축 Fe분말 예비 혼합물을 만드는 중간 공정을 거친 후 최종 분말 혼합기에서 다시 한번 혼합 과정을 거침으로써 최종 분말 혼합 시간을 줄이면서도 Fe 혼합 분말의 성분 균일도를 확보하면서 분말 비산 등의 조업 환경을 개선할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 분말 공급 시스템 10 제 1 분말 공급 장치
11 교반기 12 제 1 공급관
14 제 2 공급관 16 온오프 밸브
17 제 3 공급관 18 용량 측정 수단
20 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치 21 교반기
22 용기 23 구동 모터
24 정량 공급 장치 25 스크류 샤프트
26 서보 모터 27 로드 셀
28 용량 측정 수단 29 제어기
30 첨가제 분말 공급 장치 40 분말 혼합기

Claims (12)

1. 분말 공급 시스템으로서,
   제 1 분말을 저장 및 공급할 수 있는 제 1 분말 공급 장치;
   상기 제 1 분말과 혼합되는 복수의 첨가제 분말 각각을 저장 및 공급할 수 있는 복수의 첨가제 분말 공급 장치 및
   상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치로부터 각각 공급된 상기 복수의 첨가제 분말을 혼합하고 혼합된 분말의 양을 측정하는 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치를 포함하되,
   상기 제 1 분말 공급 장치는 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 상기 제 1 분말 중 일부가 공급될 수 있도록 상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 연결된 공급관을 포함하며,
   상기 제 1 분말 공급 장치로부터 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 공급되지 않고 상기 제 1 분말 공급 장치 내에 잔존하는 나머지 제 1 분말과, 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치 내에서 혼합된 상기 제 1 분말 중 일부와 상기 복수의 첨가제 분말의 혼합물을 공급받아 상기 제 1 분말과 상기 복수의 첨가제 분말의 최종 혼합물을 형성하는 분말 혼합기를 포함하는 분말 공급 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 분말 공급 장치와 상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치와 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치 각각은
   분말을 저장하는 용기;
   상기 용기 내에 저장된 분말을 상기 용기 내부에서 혼합할 수 있는 교반기 및
   상기 용기 내의 상기 분말의 용량을 측정할 수 있는 용량 측정 수단;
   상기 용기 내에 저장된 분말을 상기 용기 외부로 토출시키는 분말 공급기를 포함하는, 분말 공급 시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 용량 측정 수단은
   상기 용기에 장착되어 상기 용기 내의 분말의 중량을 측정하는 로드 셀;
   상기 로드 셀에 의하여 측정된 상기 분말의 중량에 따라 상기 용기 내의 분말을 정량 공급하기 위한 제어기를 포함하는,
   분말 공급 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치로 공급되는 상기 제 1 분말 중 일부는 상기 제 1 분말 전체 양 중 10~50% 인, 분말 공급 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치 각각은 상기 제 1 분말 공급 장치의 20%의 저장 및 공급 용량을 가지는, 분말 공급 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 상기 제 1 분말 공급 장치와 상기 복수의 첨가제 분말 공급 장치와 상기 첨가제 혼합 및 정량 측정 장치의 하류에 각각 설치되는 온오프 밸브를 더 포함하는 분말 공급 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 분말은 Fe 분말이며,
   상기 복수의 첨가제 분말은 Ni 분말, Cu 분말, Graphite 분말, 윤활제 및 MnS 분말을 포함하는, 분말 공급 시스템.
8. 제 1 분말과 복수의 첨가제 분말을 혼합하여 공급하는 분말 공급 방법으로서,
   제 1 분말을 제공하는 제 1 단계;
   복수의 첨가제 분말 각각을 제공하는 제 2 단계;
   상기 제 1 분말 중 일부를 각각 제공된 상기 복수의 첨가제 분말과 1차로 혼합하여 고농축된 제 1 분말 예비 혼합물을 형성하는 제 3 단계;
   상기 제 1 분말 중 나머지 일부를 상기 제 1 분말 예비 혼합물과 2차로 혼합하여 최종적으로 목표하는 조성의 제 1 분말 최종 혼합물을 형성하는 제 4 단계;
   상기 제 1 분말 최종 혼합물을 제공하는 제 5 단계를 포함하는, 분말 공급 방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 복수의 첨가제 분말과 1차 혼합된 상기 제 1 분말 중 일부는 상기 제 1 분말 전체 양의 10~50% 인 분말 공급 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계에서는 각각의 단계에서 제공되는 분말의 양을 측정하고, 상기 목표하는 조성의 제 1 분말 최종 혼합물을 형성하기 위한 정량의 분말을 제공하는 분말 공급 방법.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 단계, 상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계에서는 각각의 단계에서 제공되는 분말을 균일하게 혼합하는 분말 공급 방법.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 분말은 Fe 분말이며,
    상기 복수의 첨가제 분말은 Ni 분말, Cu 분말, Graphite 분말, 윤활제 및 MnS 분말을 포함하는 분말 공급 방법.
    

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