분쇄 탄산칼슘(GCC) 공장들은 반복되는 결정의 기로에 서게 됩니다. 분쇄기는 돌아가지만 분류기가 더 이상 날카로운 절단면을 유지하지 못합니다. 에너지 비용은 증가합니다. 고객은 더 미세한 입자의 제품을 요구하지만 현재 생산 라인으로는 이를 충족할 수 없습니다. 이때 공장주는 두 가지 방안을 비교하게 됩니다. 분류기를 업그레이드할 것인지, 아니면 분쇄 및 분류 라인 전체를 교체할 것인지입니다. 비용, 에너지 소비, 생산량, 그리고 가동 중단 시간을 고려하여 어떤 방안이 더 나은지 결정해야 합니다.
분류기 개조로 무엇이 달라지나요?
개조 공사는 기존 것을 대체합니다. 분리 기호 기존 라인 내부에 설치됩니다. 분쇄기, 공급 장치, 이송 장비 및 집진 장치는 그대로 유지됩니다. 새로운 분류기는 동일한 공급 원료를 받아들이고 조립자를 동일한 분쇄기로 되돌려 보냅니다.
분류기는 절단점을 설정합니다. 마모되었거나 오래된 분리기는 미세한 완제품 분말이 분쇄기로 다시 떨어지게 합니다. 그러면 분쇄기는 이미 규격에 맞는 제품을 다시 분쇄하게 되는데, 이 재작업은 추가적인 가치 없이 전력만 소모합니다. 개조를 통해 더 날카로운 절단 기능을 가진 분류기를 설치하면 분쇄기로 되돌아가는 완제품 분말의 양이 줄어들고 모터 동력이 새로운 원료 공급에 더 많이 투입됩니다.
EPIC Powder Machinery는 바로 이러한 용도를 위해 두 가지 종류의 분류기를 제작합니다. ITC 시리즈는 D97 5~200µm의 분쇄 범위를 가진 수직형 단일 로터 분류기입니다. HTS 시리즈는 수평형 로터를 사용하며 D97 3~45µm의 초미세 입자 분류에 적합합니다. 두 시리즈 모두 기존의 폐쇄 회로 분쇄 시스템에 장착할 수 있으며, 새로운 토목 공사나 기초 변경 없이 기존 분리기를 대체할 수 있습니다.
전체 라인 교체로 인해 달라지는 점
전체 라인 교체는 분쇄기, 분류기, 그리고 종종 공급 및 집진 장비까지 제거합니다. 설치는 빈 부지에서 시작됩니다.
이 경로는 전체 경로의 마모를 재설정합니다. 분쇄기 라이너, 분류기 날개, 팬 임펠러 및 배관이 모두 새롭게 교체됩니다. 또한 이 프로젝트는 현재 건물에 수용할 수 없는 더 큰 규모의 분쇄기, 다중 로터 분류기 또는 다른 분쇄 기술을 도입할 수 있는 가능성을 열어줍니다.
분류기가 전체 회선의 에너지 요금을 좌우하는 이유는 무엇일까요?
전체 라인 교체는 분쇄기, 분류기, 그리고 종종 공급 및 집진 장비까지 제거합니다. 설치는 빈 부지에서 시작됩니다.
이 경로는 전체 경로의 마모를 재설정합니다. 분쇄기 라이너, 분류기 날개, 팬 임펠러 및 배관이 모두 새롭게 교체됩니다. 또한 이 프로젝트는 현재 건물에 수용할 수 없는 더 큰 규모의 분쇄기, 다중 로터 분류기 또는 다른 분쇄 기술을 도입할 수 있는 가능성을 열어줍니다.
분류기가 전체 회선의 에너지 요금을 좌우하는 이유는 무엇일까요?
전체 라인 교체는 분쇄기, 분류기, 그리고 종종 공급 및 집진 장비까지 제거합니다. 설치는 빈 부지에서 시작됩니다.
이 경로는 전체 경로의 마모를 재설정합니다. 분쇄기 라이너, 분류기 날개, 팬 임펠러 및 배관이 모두 새롭게 교체됩니다. 또한 이 프로젝트는 현재 건물에 수용할 수 없는 더 큰 규모의 분쇄기, 다중 로터 분류기 또는 다른 분쇄 기술을 도입할 수 있는 가능성을 열어줍니다.
분류기가 전체 회선의 에너지 요금을 좌우하는 이유는 무엇일까요?
탄산칼슘 분쇄는 에너지 집약적인 공정입니다. 초미세 탄산칼슘(GCC)은 톤당 80kWh 이상의 전력을 소모하며, 목표 입자 크기가 작아질수록 전력 소모량은 급격히 증가합니다. 전기료는 대부분의 미세 탄산칼슘 생산 라인에서 가장 큰 운영 비용 항목입니다.
분류기의 성능이 떨어지면 에너지의 상당 부분이 낭비됩니다. 분쇄기로 되돌아오는 모든 적정 입자 분말은 다시 분리되어야 하는데, 이 과정에서 공기, 팬 전력, 그리고 분쇄기 모터 가동 시간이 소모됩니다. 적절한 분리 성능과 낮은 압력 강하를 갖춘 분류기는 이러한 재작업을 없애줍니다. 바로 이 때문에 폐쇄 회로에서 분쇄기는 분류기가 되돌려 보내는 입자에 반응하는 데 대부분의 에너지를 소비하기 때문에, 분류기를 교체하는 것이 새 분쇄기를 설치하는 것보다 에너지 효율을 훨씬 높이는 경우가 많습니다.
비용 차이
개조 비용은 전체 생산 라인 비용의 극히 일부에 불과합니다. 분류기와 설치 비용은 일반적으로 동일한 생산량의 완전한 분쇄기 및 분류기 라인 가격의 10~20% 수준입니다. 가동 중단 시간도 짧습니다. 대부분의 분류기 교체는 2~3일 안에 완료됩니다.
전체 생산 라인 교체는 비용이 더 많이 들고 가동 중단 기간도 길어집니다. 기초 공사, 분쇄기 설치, 전기 및 배관 변경 등으로 장비 비용 외에도 몇 주가 추가로 소요됩니다. 또한, 그 기간 동안 공장은 생산량 손실을 입게 되는데, 생산량 전체를 판매하는 생산 라인의 경우 손실은 곧 금전적 손실로 이어집니다.
에너지와 처리량: 예시를 통해 살펴보기
시간당 4톤의 D97 10µm 탄산칼슘을 생산하는 마무리 라인을 생각해 보겠습니다. 이 라인은 연간 7,000시간 가동되므로 총 28,000톤을 생산합니다. 전기 요금은 kWh당 $0.10입니다.
개조 공사 전에는 톤당 80kWh의 전력을 소비했습니다. 연간 총 소비량은 2,240,000kWh이며, 이는 전력량으로 환산하면 $224,000달러에 해당합니다.
고효율 HTS 분류기로 개조하면 비에너지 소비량이 16% 감소합니다. 그러면 해당 라인은 톤당 67.2kWh를 소비하게 되고, 연간 전력 소비량은 188,160달러로 줄어듭니다. 이를 통해 연간 35,840달러를 절감할 수 있습니다.
새로운 분류기는 더 날카로운 분리 성능과 낮은 압력 강하로 처리량을 15~25% 향상시키는 경우가 많습니다. 발전소에서 추가 생산량을 판매할 경우 투자 회수 기간이 단축됩니다. kWh당 0.12달러의 전기 요금을 기준으로 동일한 생산 라인에서 에너지 절감액은 연간 약 43,000달러에 달합니다. 설치비를 포함한 개조 비용이 55,000달러라고 가정하면, kWh당 0.10달러의 전기 요금 기준으로 에너지 절감액만으로도 약 18개월 만에 투자금을 회수할 수 있습니다. 지역 전기 요금이 높을 경우 회수 기간은 더 짧아집니다. 처리량 증가로 인해 추가 생산량을 판매할 수 있는 경우 투자 회수 기간은 더욱 단축됩니다. 분류기 업그레이드에 대한 업계 데이터에 따르면 일반적인 투자 회수 기간은 6~12개월 사이인데, 이는 대부분의 개조 사례에서 에너지 절감과 추가 생산량 판매가 결합되기 때문입니다.
개조가 효과를 발휘할 때
분쇄기 자체의 수명이 충분히 남아 있고 시장에서 요구하는 분쇄도를 이미 충족하고 있다면 개조가 유리할 수 있습니다. 진짜 문제는 분류기에 있습니다. 높은 에너지 소비, 분쇄물의 연질화, 분쇄기로 되돌아오는 과대 입자의 과다, 또는 기존 분리기가 충분히 걸러내지 못하는 최대 입자 크기 등이 문제입니다. 분류기를 교체하면 이러한 문제들을 저렴한 비용으로 최소한의 가동 중단 시간으로 해결할 수 있습니다.
기존 분리기가 처리할 수 있는 것보다 더 미세한 입자 크기가 필요하지만 분쇄기가 여전히 입자 공급을 감당할 수 있는 경우에도 개조가 유리합니다. D97 20µm에서 D97 10µm로 미세 입자 크기를 줄여야 하는 경우, 새로운 분쇄기가 아닌 고속 분류기만 필요할 수 있습니다.
전체 라인 교체가 유리할 때
분쇄기가 제약 요소일 경우 전체 라인 교체가 최선의 선택입니다. 마모된 분쇄기 라이너, 소모된 연삭 매체, 수명이 다한 분쇄기 본체, 또는 수요에 훨씬 못 미치는 처리량 한계는 모두 같은 방향을 가리킵니다. 새로운 분류기를 설치해도 공급이 원활하지 않은 분쇄기의 문제는 해결할 수 없습니다.
기존 설비로는 감당할 수 없는 훨씬 더 미세한 제품 생산이나 훨씬 더 많은 생산량을 달성해야 할 때도 설비 교체가 유리합니다. 새로운 생산 능력, 더 큰 멀티로터 분류기 또는 다른 분쇄 방식이 필요한 경우, 기존 부품을 그대로 사용하는 것이 아니라 새로운 생산 라인을 구축해야 합니다.
두 경우를 구분하는 세 가지 검사
대부분의 결정은 세 가지 측정값으로 해결됩니다.
먼저, 생산 라인이 제대로 작동하지 않는 지점을 찾으십시오. 제품 절단면을 분류기의 명시된 범위와 비교하고 분쇄기의 상태를 점검하십시오. 분쇄기는 정상적으로 작동하지만 분류기가 목표 절단면을 유지할 수 없다면, 이를 개선해야 합니다.
둘째, 에너지 가격을 책정합니다. 톤당 kWh 단위의 비에너지량을 확인하고 지역 요금을 곱합니다. 위 예시의 계산 방식은 발전소 자체의 수치에도 그대로 적용됩니다.
셋째, 공장이 생산량을 늘릴 수 있는지 시험해 보십시오. 생산량 증가는 추가 생산량에 마진이 있을 때만 투자 회수로 이어집니다. 수요가 제한적인 공장은 추가 생산량을 모두 판매하는 공장보다 생산량 증가로 얻는 가치가 적습니다.
EPIC Powder Machinery는 장비 사양을 정하기 전에 고객 샘플에 대한 시험 분류 작업을 수행합니다. 이 단계를 통해 기존 분쇄기와 새로운 ITC 또는 HTS 분류기를 함께 사용했을 때 목표 분류 수준에 도달하는지 여부를 확인할 수 있으며, 이는 개조와 교체를 구분하는 데 필수적인 정보입니다.
ITC 및 HTS 공기 분류기
그만큼 ITC 시리즈 이 제품은 수직형 단일 로터 공기 분류기입니다. 11가지 모델로 구성되어 있으며, 분류기 모터는 다음과 같습니다. 4kW ~ 110kW 그리고 공기량은 1,200~150,000 m³/h입자 크기 범위는 다음과 같습니다. D97 5~200 µm분류 효율은 60~90%에 달합니다. 수직형 로터는 탄산칼슘, 카올린, 활석, 석영, 운모 등을 처리할 수 있으며, 볼밀 및 롤러밀과 함께 폐쇄 회로 시스템에 직접 설치할 수 있습니다.
그만큼 HTS 시리즈 수평 분류 로터를 사용하여 초미세 분류를 수행합니다. D97 3~45µm이 제품은 70~1000 사이즈의 싱글 로터 모델과 200/4~630/6 사이즈의 멀티 로터 모듈로 제공됩니다. 분류 효율 테스트는 다음과 같습니다. 60~80퍼센트멀티로터 버전은 대용량 GCC 라인의 출력을 향상시킵니다.
두 시리즈 모두 사이클론, 집진기 및 유도 통풍 팬을 갖춘 완전한 폐쇄형 시스템을 구성하며 기존 제지 공장 회로에 설치할 수 있습니다. 로터 속도는 주파수 인버터를 통해 조절되므로 제품 구성 변화에 따라 단일 분류기가 절단 지점을 이동할 수 있습니다.
분쇄기가 여전히 제 기능을 하는 탄산칼슘 공장의 경우, 분류기 개조를 통해 2년 이내, 많게는 1년 이내에 투자 비용을 회수할 수 있으며, 신규 설비 도입 비용의 극히 일부만으로 해결할 수 있습니다. 전체 설비 교체는 분쇄기 자체의 문제로 생산량, 입자 크기, 또는 수명이 제한될 때에만 고려해볼 만한 선택입니다.
에픽 파우더
에픽 파우더 당사는 광물, 화학 물질, 식품 및 의약품용 분쇄 및 분류 시스템을 설계합니다. 20년 이상의 분말 가공 경험을 바탕으로 고객의 목표 입자 크기와 용량에 맞는 최적의 분쇄기를 추천해 드립니다. 귀사의 소재에 대한 정보를 알려주시면 검증된 솔루션을 제안해 드리겠습니다.
읽어주셔서 감사합니다. 제 글이 도움이 되셨으면 좋겠습니다. 아래에 댓글을 남겨주세요. EPIC Powder 온라인 고객 담당자에게 문의하실 수도 있습니다. 젤다 추가 문의사항이 있으시면 연락주세요."
— 에밀리 첸, 엔지니어
