대부분의 저장 기술에서 재료 분리는 근본적인 문제입니다. 고품질 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 재고 분리 문제는 더욱 심각해지고 있습니다.
우리 모두 알다시피, 텔레스코픽 방사형 스택 컨베이어는 스택 분리에 가장 효율적인 솔루션입니다. 이 컨베이어는 여러 층으로 재고를 생성할 수 있으며, 각 층은 여러 재료로 구성됩니다. 이러한 방식으로 재고를 생성하려면 컨베이어가 거의 연속적으로 작동해야 합니다. 텔레스코픽 컨베이어의 이동은 수동으로 제어해야 하지만, 자동화가 단연 가장 효율적인 제어 방법입니다.
자동 개폐식 컨베이어는 다양한 크기, 모양, 구성의 맞춤형 재고를 생성하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 이러한 무한한 유연성은 전반적인 운영 효율성을 향상시키고 더 높은 품질의 제품을 제공할 수 있습니다.
건설업체들은 매년 수백만 달러를 들여 다양한 용도의 골재 제품을 생산합니다. 가장 많이 사용되는 용도로는 기초재, 아스팔트, 콘크리트 등이 있습니다.
이러한 용도의 제품을 만드는 과정은 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 더욱 엄격해진 사양과 허용 오차로 인해 제품 품질의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다.
최종적으로 자재는 재고에서 제거되어 하부구조, 아스팔트 또는 콘크리트에 통합될 위치로 운반됩니다.
탈피, 발파, 파쇄 및 선별에 필요한 장비는 매우 비쌉니다. 그러나 첨단 장비를 사용하면 규격에 맞는 골재를 일관되게 생산할 수 있습니다. 재고 관리는 통합 생산에서 사소한 부분으로 보일 수 있지만, 제대로 관리하지 않으면 규격을 완벽하게 준수하는 제품이 규격에 미치지 못하는 결과를 초래할 수 있습니다. 즉, 잘못된 보관 방법을 사용하면 고품질 제품을 생산하는 데 드는 비용의 일부를 손실할 수 있습니다.
제품을 재고로 보관하면 품질이 저하될 수 있지만, 재고는 전체 생산 과정에서 중요한 부분입니다. 재고는 자재의 가용성을 보장하는 보관 방법입니다. 생산 속도는 특정 용도에 필요한 제품 생산 속도와 다른 경우가 많으며, 재고는 이러한 차이를 메우는 데 도움이 됩니다.
재고는 계약업체에게 변동하는 시장 수요에 효과적으로 대응할 수 있는 충분한 저장 공간을 제공합니다. 이러한 이점 때문에 저장은 전체 제조 공정에서 항상 중요한 부분을 차지할 것입니다. 따라서 제조업체는 저장과 관련된 위험을 줄이기 위해 저장 기술을 지속적으로 개선해야 합니다.
이 글의 주요 주제는 분리입니다. 분리는 "입자 크기에 따른 재료 분리"로 정의됩니다. 골재의 용도에 따라 매우 구체적이고 균일한 재료 등급이 요구됩니다. 분리는 제품 종류에 과도한 차이를 초래합니다.
제품이 분쇄되고, 체질되고, 적절한 등급으로 혼합된 후에는 골재 제조 공정의 어느 곳에서나 분리가 발생할 수 있습니다.
분리가 발생할 수 있는 첫 번째 장소는 재고입니다(그림 1 참조). 자재가 재고에 배치되면 결국 재활용되어 사용될 장소로 운반됩니다.
두 번째로 분리가 발생할 수 있는 곳은 가공 및 운송 과정입니다. 아스팔트 또는 콘크리트 공장 부지에 도착하면 골재는 호퍼 및/또는 저장 용기에 담겨 제품을 꺼내 사용합니다.
분리는 사일로와 사일로를 채우고 비울 때에도 발생합니다. 또한, 골재를 아스팔트 또는 콘크리트 혼합물에 혼합한 후 최종 혼합물을 도로나 기타 표면에 도포하는 과정에서도 분리가 발생할 수 있습니다.
고품질 아스팔트나 콘크리트 생산에는 균질한 골재가 필수적입니다. 분리골재의 입도 변동으로 인해 적정 수준의 아스팔트나 콘크리트를 얻는 것이 사실상 불가능합니다.
주어진 무게의 작은 입자는 같은 무게의 큰 입자보다 전체 표면적이 더 큽니다. 이는 골재를 아스팔트나 콘크리트 혼합물에 혼합할 때 문제를 일으킵니다. 골재 내 미립자 비율이 너무 높으면 모르타르나 역청이 부족하여 혼합물이 너무 걸쭉해집니다. 골재 내 굵은 입자 비율이 너무 높으면 모르타르나 역청이 과다하여 혼합물의 점도가 지나치게 묽어집니다. 분리된 골재로 건설된 도로는 구조적 안정성이 낮고, 적절하게 분리된 제품으로 건설된 도로보다 수명이 단축됩니다.
재고 분리에는 여러 요인이 있습니다. 대부분의 재고는 컨베이어 벨트를 통해 생성되므로, 컨베이어 벨트가 자재 분류에 미치는 고유한 영향을 이해하는 것이 중요합니다.
벨트가 컨베이어 벨트 위로 재료를 이동시키면서 아이들러 풀리 위를 구르면서 벨트가 약간 튕겨 나갑니다. 이는 각 아이들러 풀리 사이의 벨트가 약간 느슨해지기 때문입니다. 이러한 움직임으로 인해 작은 입자들은 재료 단면의 아래쪽으로 가라앉습니다. 거친 입자들은 서로 겹쳐지면서 위쪽에 위치하게 됩니다.
재료가 컨베이어 벨트의 배출 휠에 도달하는 순간, 이미 위쪽의 큰 재료와 아래쪽의 작은 재료로부터 부분적으로 분리된 상태입니다. 재료가 배출 휠의 곡선을 따라 움직이기 시작하면, 위쪽(바깥쪽) 입자가 아래쪽(안쪽) 입자보다 더 빠른 속도로 움직입니다. 이러한 속도 차이로 인해 큰 입자는 컨베이어에서 떨어져 스택으로 떨어지고, 작은 입자는 컨베이어 옆으로 떨어집니다.
또한, 작은 입자들이 컨베이어 벨트에 달라붙어 컨베이어 벨트가 배출 휠에 계속 감겨 있을 때까지 배출되지 않을 가능성이 더 높습니다. 이로 인해 더 많은 미세 입자들이 스택 앞쪽으로 이동하게 됩니다.
물질이 쌓인 곳으로 떨어지면, 큰 입자는 작은 입자보다 더 큰 추진력을 가집니다. 이로 인해 거친 물질은 미세한 물질보다 더 쉽게 아래로 흘러내립니다. 크고 작은 물질이 쌓인 곳의 측면을 따라 흘러내리는 것을 유출이라고 합니다.
유출은 자원 분리의 주요 원인 중 하나이므로 가능하면 피해야 합니다. 유출물이 폐기물 사면 아래로 굴러내리기 시작하면, 큰 입자는 사면 전체를 따라 굴러내리는 반면, 미세한 입자는 폐기물 사면 측면에 가라앉는 경향이 있습니다. 결과적으로 유출물이 사면 측면을 따라 진행될수록, 굴러내리는 물질에 남아 있는 미세 입자의 양이 점점 줄어듭니다.
물질이 파일의 바닥 가장자리 또는 끝부분에 도달하면 주로 큰 입자로 구성됩니다. 유출은 심각한 분리 현상을 유발하며, 이는 스톡 섹션에서 확인할 수 있습니다. 파일의 바깥쪽 끝부분은 거친 물질로 구성되어 있는 반면, 안쪽과 위쪽 파일은 더 미세한 물질로 구성되어 있습니다.
입자의 모양 또한 부작용에 영향을 미칩니다. 매끄럽거나 둥근 입자는 일반적으로 사각형 모양인 미세 입자보다 경사면을 따라 굴러 내려갈 가능성이 더 높습니다. 허용치를 초과하면 재료가 손상될 수도 있습니다. 입자가 더미의 한쪽으로 굴러 내려갈 때 서로 마찰됩니다. 이러한 마모로 인해 일부 입자가 더 작은 크기로 부서지게 됩니다.
바람은 분리의 또 다른 원인입니다. 재료가 컨베이어 벨트를 떠나 스택으로 떨어지기 시작하면, 바람은 다양한 크기의 입자 이동 궤적에 영향을 미칩니다. 바람은 섬세한 재료에 큰 영향을 미칩니다. 이는 작은 입자의 질량 대비 표면적 비율이 큰 입자의 질량 대비 표면적 비율보다 크기 때문입니다.
재고 분리 가능성은 창고에 있는 자재의 종류에 따라 달라질 수 있습니다. 분리와 관련하여 가장 중요한 요소는 자재의 입자 크기 변화 정도입니다. 입자 크기 변화가 큰 자재는 보관 중 분리 정도가 더 높습니다. 일반적으로 가장 큰 입자 크기와 가장 작은 입자 크기의 비율이 2:1을 초과하면 포장 분리에 문제가 있을 수 있습니다. 반면, 입자 크기 비율이 2:1 미만이면 부피 분리가 최소화됩니다.
예를 들어, 최대 200메시(mesh) 크기의 입자가 포함된 노반 재료는 보관 중 박리가 발생할 수 있습니다. 그러나 세척된 석재와 같은 물품을 보관할 때는 단열 처리가 크게 중요하지 않습니다. 대부분의 모래는 젖어 있기 때문에 분리 문제 없이 보관할 수 있는 경우가 많습니다. 습기는 입자가 서로 달라붙게 하여 분리를 방해합니다.
제품을 보관할 때, 분리를 막기가 불가능한 경우가 있습니다. 완성된 더미의 바깥쪽 가장자리는 주로 거친 재료로 구성되어 있는 반면, 더미 안쪽에는 미세한 재료가 더 많이 포함되어 있습니다. 이러한 더미 끝에서 재료를 꺼낼 때는 여러 곳에서 스쿱을 사용하여 재료를 섞어야 합니다. 더미의 앞이나 뒤에서만 재료를 꺼낼 경우, 거친 재료만 남거나 미세한 재료만 남게 됩니다.
트럭에 화물을 실을 때 추가 단열재를 사용할 수도 있습니다. 단열재가 넘치지 않도록 하는 것이 중요합니다. 트럭 앞쪽에 먼저 실은 후 뒤쪽, 마지막으로 가운데에 실으세요. 이렇게 하면 트럭 내부 과적의 영향을 최소화할 수 있습니다.
재고 관리 후 접근 방식은 유용하지만, 재고 생성 과정에서 격리를 방지하거나 최소화하는 것이 목표여야 합니다. 격리를 예방하는 데 도움이 되는 방법은 다음과 같습니다.
트럭에 적재할 경우, 유출을 최소화하기 위해 여러 개의 더미로 깔끔하게 쌓아야 합니다. 로더를 사용하여 재료를 함께 쌓아야 하며, 버킷을 최대 높이까지 올리고 덤핑하여 재료를 혼합해야 합니다. 로더를 이동시켜 재료를 부수어야 하는 경우, 큰 더미를 만들지 마십시오.
재고를 층층이 쌓아 올리면 분리를 최소화할 수 있습니다. 이러한 유형의 창고는 불도저로 지을 수 있습니다. 자재가 야적장에 도착하면 불도저가 경사층으로 자재를 밀어 넣어야 합니다. 컨베이어 벨트로 쌓아 올리는 경우, 불도저는 자재를 수평층으로 밀어 넣어야 합니다. 어떤 경우에도 자재가 더미 가장자리를 넘지 않도록 주의해야 합니다. 이는 분리의 주요 원인 중 하나인 넘침으로 이어질 수 있습니다.
불도저로 적재하는 방식에는 여러 가지 단점이 있습니다. 그중에서도 제품 품질 저하와 오염이라는 두 가지 심각한 위험이 있습니다. 중장비를 사용하여 제품을 계속 작업하면 재료가 압축되고 부서집니다. 이 방식을 사용할 때, 제조업체는 분리 문제를 완화하기 위해 제품을 과도하게 품질 저하시키지 않도록 주의해야 합니다. 추가적인 인력과 장비가 필요하기 때문에 이 방식은 비용이 엄청나게 많이 들며, 생산자는 가공 과정에서 분리 작업을 수행해야 합니다.
방사형 적재 컨베이어는 분리 작업의 영향을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 재고가 쌓이면 컨베이어는 좌우로 방사형으로 이동합니다. 컨베이어가 방사형으로 이동함에 따라, 일반적으로 거친 재질의 스택 끝부분은 고운 재질로 덮입니다. 앞뒤 핑거 부분은 여전히 ​​거칠지만, 원뿔형 더미보다 더 많은 재료가 섞여 쌓입니다.
재료의 높이와 자유 낙하, 그리고 발생하는 분리 정도 사이에는 직접적인 관계가 있습니다. 높이가 증가하고 낙하하는 재료의 궤적이 확장됨에 따라 미세 재료와 굵은 재료의 분리가 증가합니다. 따라서 가변 높이 컨베이어는 분리를 줄이는 또 다른 방법입니다. 초기 단계에서는 컨베이어가 가장 낮은 위치에 있어야 하며, 헤드 풀리까지의 거리는 항상 가능한 한 짧아야 합니다.
컨베이어 벨트에서 스택으로 자유 낙하하는 것도 분리의 또 다른 이유입니다. 돌계단은 자유 낙하하는 재료를 제거하여 분리 현상을 최소화합니다. 돌계단은 재료가 계단을 따라 아래로 흘러내려 파일 위로 쌓이도록 하는 구조물입니다. 효과적이지만 적용 범위가 제한적입니다.
바람으로 인한 분리는 텔레스코픽 슈트를 사용하면 최소화할 수 있습니다. 컨베이어 배출 시브에 설치된 텔레스코픽 슈트는 시브에서 스택까지 연장되어 바람을 차단하고 바람의 영향을 최소화합니다. 적절하게 설계하면 재료의 자유 낙하도 제한할 수 있습니다.
앞서 언급했듯이, 배출 지점에 도달하기 전에 컨베이어 벨트에 이미 단열재가 깔려 있습니다. 또한, 재료가 컨베이어 벨트를 떠나면 추가적인 분리가 발생합니다. 배출 지점에 패들 휠을 설치하여 이 재료를 재혼합할 수 있습니다. 회전하는 휠에는 재료의 경로를 따라 이동하며 혼합하는 날개나 패들이 있습니다. 이렇게 하면 분리는 최소화되지만, 재료의 열화가 발생할 수 있습니다.
분리 작업에는 상당한 비용이 발생할 수 있습니다. 규격에 맞지 않는 재고는 벌금 부과 또는 전체 재고 불합격으로 이어질 수 있습니다. 부적합 자재가 현장에 반입될 경우, 톤당 0.75달러를 초과하는 벌금이 부과될 수 있습니다. 품질이 좋지 않은 파일을 복구하는 데 드는 인건비와 장비 비용은 종종 엄두도 못 낼 정도입니다. 불도저와 작업자를 갖춘 창고를 짓는 데 드는 시간당 비용은 자동 텔레스코픽 컨베이어 비용보다 높으며, 적절한 분류 작업을 유지하기 위해 자재가 분해되거나 오염될 수 있습니다. 이는 제품의 가치를 떨어뜨립니다. 또한, 불도저와 같은 장비가 비생산 작업에 사용되는 경우, 생산 작업에 자본화되었을 때 해당 장비를 사용하는 데 따른 기회비용이 발생합니다.
격리가 문제가 될 수 있는 애플리케이션에서 재고를 생성할 때 격리의 영향을 최소화하기 위한 또 다른 접근 방식이 있습니다. 여기에는 각 계층을 일련의 스택으로 구성하는 계층적 스태킹이 포함됩니다.
스택 섹션에서 각 스택은 작은 스택으로 표시됩니다. 앞서 설명한 것과 동일한 효과로 인해 분할은 여전히 ​​각 개별 힙에서 발생합니다. 그러나 분리 패턴은 파일의 전체 단면에서 더 자주 반복됩니다. 이러한 스택은 이산적인 기울기 패턴이 더 작은 간격으로 더 자주 반복되기 때문에 "분할 해상도"가 더 높다고 합니다.
전면 로더로 스택을 처리할 때는 한 스쿱에 여러 스택이 포함되어 있으므로 재료를 혼합할 필요가 없습니다. 스택을 다시 채우면 각 층이 선명하게 보입니다(그림 2 참조).
스택은 다양한 저장 방법을 사용하여 만들 수 있습니다. 한 가지 방법은 브리지 및 배출 컨베이어 시스템을 사용하는 것이지만, 이 옵션은 고정형 어플리케이션에만 적합합니다. 고정형 컨베이어 시스템의 중요한 단점은 높이가 일반적으로 고정되어 있어 위에서 설명한 바와 같이 바람 분리 현상이 발생할 수 있다는 것입니다.
또 다른 방법은 텔레스코픽 컨베이어를 사용하는 것입니다. 텔레스코픽 컨베이어는 스택을 형성하는 가장 효율적인 방법을 제공하며, 필요 시 이동이 가능하기 때문에 고정식 시스템보다 선호되는 경우가 많습니다. 또한, 많은 제품이 실제로 도로 운송용으로 설계되었습니다.
텔레스코픽 컨베이어는 동일한 길이의 외부 컨베이어 내부에 설치된 컨베이어(가드 컨베이어)로 구성됩니다. 팁 컨베이어는 외부 컨베이어 길이를 따라 선형으로 이동하여 언로딩 풀리의 위치를 ​​변경할 수 있습니다. 배출 휠의 높이와 컨베이어의 반경 방향 위치는 가변적입니다.
하역 휠의 3축 변화는 분리 현상을 극복하는 다층 파일을 생성하는 데 필수적입니다. 로프 윈치 시스템은 일반적으로 공급 컨베이어를 확장 및 축소하는 데 사용됩니다. 컨베이어의 방사형 이동은 체인 및 스프로킷 시스템 또는 유압식 유성 구동 장치를 통해 수행될 수 있습니다. 컨베이어의 높이는 일반적으로 텔레스코픽 랜딩 캐리지 실린더를 확장하여 변경합니다. 이러한 모든 움직임은 다층 파일을 자동으로 생성하기 위해 제어되어야 합니다.
텔레스코픽 컨베이어는 다층 스택을 생성하는 메커니즘을 갖추고 있습니다. 각 층의 깊이를 최소화하면 분리를 최소화하는 데 도움이 됩니다. 이를 위해 재고가 쌓이는 동안 컨베이어는 계속 움직여야 합니다. 지속적인 이동이 필요하기 때문에 텔레스코픽 컨베이어를 자동화해야 합니다. 여러 가지 자동화 방법이 있는데, 일부는 비용이 저렴하지만 상당한 제약이 있는 반면, 다른 방법은 완전히 프로그래밍이 가능하고 재고 생성에 더 많은 유연성을 제공합니다.
컨베이어에 재료가 쌓이기 시작하면, 재료를 운반하면서 방사형으로 이동합니다. 컨베이어는 컨베이어 샤프트에 장착된 리미트 스위치가 방사형 경로를 따라 작동할 때까지 이동합니다. 이 스위치는 작업자가 컨베이어 벨트를 이동시키려는 호의 길이에 따라 설정됩니다. 이 순간, 컨베이어는 미리 정해진 거리까지 확장된 후 반대 방향으로 이동하기 시작합니다. 이 과정은 스트링거 컨베이어가 최대로 확장되고 첫 번째 층이 완성될 때까지 계속됩니다.
두 번째 층이 완성되면, 끝부분은 최대 연장선에서 후퇴하기 시작하여 방사형으로 움직이다가 호형 한계점에서 후퇴합니다. 지지 휠에 장착된 틸트 스위치가 파일에 의해 작동될 때까지 층을 쌓습니다.
컨베이어는 설정된 거리만큼 상승하여 두 번째 리프트를 시작합니다. 각 리프터는 재료의 속도에 따라 여러 층으로 구성될 수 있습니다. 두 번째 리프트는 첫 번째 리프트와 유사하며, 전체 더미가 쌓일 때까지 계속됩니다. 최종 더미의 상당 부분이 분리되지만, 각 더미의 가장자리에는 오버플로가 있습니다. 이는 컨베이어 벨트가 리미트 스위치나 작동에 사용되는 물체의 위치를 ​​자동으로 조정할 수 없기 때문입니다. 후퇴 리미트 스위치는 오버런이 컨베이어 샤프트를 매몰시키지 않도록 조정해야 합니다.